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dDNP溶融系统的自动化设计与研究

曾祥政 陈俊飞 黄重阳 皮海亚 曹丽 黄臻 郭文龙 冯继文 刘朝阳

波谱学杂志2024,Vol.41Issue(4):382-392,11.
波谱学杂志2024,Vol.41Issue(4):382-392,11.DOI:10.11938/cjmr20243101

dDNP溶融系统的自动化设计与研究

Design and Research of the dDNP Automated Dissolution System

曾祥政 1陈俊飞 2黄重阳 2皮海亚 3曹丽 4黄臻 4郭文龙 2冯继文 3刘朝阳3

作者信息

  • 1. 武汉轻工大学电气与电子工程学院,湖北 武汉 430023||波谱与原子分子物理国家重点实验室,武汉磁共振中心,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院,湖北 武汉 430071
  • 2. 波谱与原子分子物理国家重点实验室,武汉磁共振中心,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院,湖北 武汉 430071
  • 3. 波谱与原子分子物理国家重点实验室,武汉磁共振中心,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院,湖北 武汉 430071||中国科学院大学,北京 100049
  • 4. 武汉轻工大学电气与电子工程学院,湖北 武汉 430023
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摘要

Abstract

Dissolution dynamic nuclear polarization(dDNP)involves polarizing the sample under microwave irradiation at a low-temperature and strong-magnetic field,dissolving it by solvent of high-temperature and high-pressure,then injecting it rapidly into an NMR/MRI for detection.The dissolution system serves as a pivotal component in the dissolving and injecting process,with its performance directly affecting the melting and transfer efficiency and the high polarization retention.We present an automated dissolution system using a dual-loop proportional-integral-derivative(PID)control algorithm that can reach the target pressure of~1.7 MPa after 9 min and control the internal pressure within 1.5%.The system can dissolve a solid sample of-271℃in the self-developed 5 T dDNP polarizer and transfer it to the 7 T NMR system at a distance of 11.2 m for detection in 4 s,yielding a 9050-fold enhancement of 13C NMR signal of sodium[1-13C]-pyruvate at the solvated state.In summary,this work developed an automated dissolution system that simplifies the operation steps,ensures detection consistency,and improves experimental safety.

关键词

溶融动态核极化/双闭环PID控制算法/溶融系统/高温高压

Key words

dissolution dynamic nuclear polarization/double-loop PID control algorithm/dissolution system/high temperature and high pressure

分类

数理科学

引用本文复制引用

曾祥政,陈俊飞,黄重阳,皮海亚,曹丽,黄臻,郭文龙,冯继文,刘朝阳..dDNP溶融系统的自动化设计与研究[J].波谱学杂志,2024,41(4):382-392,11.

基金项目

国家自然科学基金重大科研仪器研制项目(22327901),国家重点研发计划项目(2022YFF0707001),国家自然科学基金青年项目(22204168,12205352),曙光计划项目(2022010801020130),中国科学院B类先导专项(XDB0540301). (22327901)

波谱学杂志

OACSTPCD

1000-4556

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