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特長 STRONG POINT

NMR spectrometer ECZ Luminous (JNM-ECZLシリーズ) FT NMR装置

ECZ Luminous (JNM-ECZLシリーズ)は、最先端のデジタル技術と高周波技術を搭載したFT NMR装置です。

高集積化された高速・高精度デジタル高周波制御回路Smart Transceiver Systemにより、分光計のさらなる小型化と高い信頼性を実現しました。
従来の低磁場溶液NMR装置のサイズでありながら、高磁場や固体のNMR測定が可能です。

新機能Multi Frequency Drive Systemにより、標準構成の分光計でありながら多重共鳴測定が可能となり、ソリューションの広がりを提供します。

デジタル高集積技術&高周波技術
STS (Smart Tranceiver System)

前機種JNM-ECZシリーズより採用のデジタル高集積&高周波技術STS (Smart Transceiver System) を踏襲しています。シーケンサー、DDS (Direct Digital Synthesizer)、FSU (Frequency Synthesizer Unit)、トランスミッター、レシーバー、アクイジションユニット、ゲート制御ユ ニットをわずか1枚のRF (Radio Frequency) 送受信ボードに集約しています。4周波数ソースユニット2つ (HF, LF各1つ)、レシーバー1つがRF送受信ボードに構成されています。標準構成装置で、計8周波数ソース、1レシーバーを搭載しています。

これは、NMR装置の基本構成を1枚のボードに集約したことに相当します。ECZ Luminousは、このRF送受信ボードを4枚まで拡張し、最大8核32周波数ソースと4レシーバーまでサポートすることが可能です。

さらに、STSにおける送受信系は、ダイレクトコンバージョン方式によりフレキシブルな周波数変換性をもち、対象周波数に応じて効率的かつ最適な信号送受信を可能にします。

M-ECZ 周波数変調 0(無変調)→ 10 MHz(有変調)

高速高精度デジタル制御全てが最小5 ns

ECZ Luminousのシーケンサーは、周波数・位相・振幅変調の制御時間分解能が最小5 nsという高速制御を実現しています。それに加え、送信系のみならず受信系双方で同期的または非同期的にダイナミックな周波数・位相変調が可能なデジタル直交検波 (DQD) 回路を搭載しています。これにより高機能かつ高自由度の信号処理が可能となり、近年さらに重要度を増している最先端固体NMR測定などへの応用が期待されます。さらにシーケンスメモリーには独自のストリーミング転送技術を搭載し、疑似的に無限に近いメモリー容量を持っています。同時に各種ゲーティングや外部システムとの同期動作に関しても、同様の制御性能を備えています。これらの高速高精度なデジタル制御技術は、多岐にわたる最先端のNMR測定を実現するための多種多様な要求に対し、最適なソリューションを提供します。

PM-BEBOP180 パルス位相変調例
PM-BEBOP180 パルス位相変調例
1H デカップル19F-13C HMQC 二次元スペクトル1H デカップル19F-13C HMQC 二次元スペクトル

広いダイナミックレンジ

ECZ Luminousに搭載されているレシーバーは、シーケンサー制御されており、独立してダイナミックに周波数・位相変調してサンプリングすることが可能です。16ビット100 Mspsの高速A/D変換によるDQD (Digital Quadrature Detection) は、高倍率のオーバーサンプリング により、量子化ノイズに対する実効ダイナミックレンジを向上されるだけでなく、IMDなどの不要信号を極限まで低減しています。また、NMR用に最適化されたデジタルフィルターは、広帯域にわたる定量性を確保しています。

ECZ Luminousの高いダイナミックレンジにより、溶媒などの大きな信号を含むNMRスペクトル中の微小な信号をはっきりと捉えることができます。

混合試料:H2O:DMSO:Acetone=25131:104:1(約10%D2O) のAcetone の信号の13C サテライト信号(約460万分の1) の微小な信号がはっきりと見えています。
混合試料:H2O:DMSO:Acetone=25131:104:1 (約10% D2O) のAcetone の信号の13C サテライト信号 (約460 万分の1) の微小な信号がはっきりと見えています。

低ノイズ広帯域SiGeプリアンプ

新開発の低ノイズ広帯域SiGeプリアンプにより感度が向上しました。
先端的な半導体であるSiGeを用いることにより広帯域において低ノイズでスペクトルの取得が可能となりました。ROYALプローブ™/ROYALプローブ™HXとの組み合わせにより感度向上を実現しました。

安定性を追求したデジタルロック回路

ECZ Luminousは、STS技術の応用によって2Hロックも高速・高精度にデジタル制御します。
デジタルフィードバック回路の優れた応答制御によって、磁場変動の影響を効率的に抑制します。

高速高精度デジタルロックフィードバック機能により、安定した長時間の測定が可能です。

12 時間に渡る安定度テストデータ
12時間に渡る安定度テストデータ

1D 1H-13C HMQC は存在比約1% の13C 結合1H の相関信号(左右の信号)を観測し、約99% の12C 結合1H の直接観測信号 (中心付近消え残り信号) を消去する必要があります。このため安定性の確認に使用されます。

多重周波数ドライブシステム MFDS (Multi Frequency Drive System)

新たにMFDS (Multi Frequency Drive System) を開発しました。

HFXシステムの設計思想を発展させ、ECZ Luminousでは、本システム によって、標準的な2チャンネル構成の分光計で、HCNプローブやHCXプローブなどの三重共鳴プローブを使用した多重共鳴測定が可能となりました。

従来、周波数の異なる3核種以上にパルス照射が必要な三重共鳴測定では、チャンネル拡張のためのコストや設置スペースを必要としました。ECZ Luminousでは、STSによるマルチシーケンサーアーキテクチャと、新規開発のMFDSにより、2チャンネル分光計での三重共鳴測定が可能になりました。多重共鳴の世界をより身近なアプリケーションとして提供します。

5mm HCNプローブ構成の例

ECZ LuminousシステムECZ Luminous システム
2チャンネル分光計でのHCP 三重共鳴測定
2チャンネル分光計でのHCP 三重共鳴測定
(13C-31P {1H} シフト相関測定)
2チャンネル分光計でのHCN 三重共鳴測定
2チャンネル分光計でのHCN 三重共鳴測定
(CBCACONH 測定)

分解能調整を容易に

ECZ Luminousは、シム項が追加された400 MHz用のデジタルマトリクスシム (25項) や、より高分解能を必要とする高磁場用としてのラグランジュシム (44項) を搭載しています。

グラジエントシムは、勾配磁場を利用して試料空間の磁場分布を測定し、適切なシム値を即座に算出・適用する技術です。熟練した技術者であっても数時間を要する高次シム項の補正を含めごく短時間でシム値を最適化できます。液量が少ない試料や、溶媒系が異なる試料であっても、グラジエントシムが自動的に実施されますので、最高の分解能でNMRスペクトルが得られます。

ECZ Luminousは、2H核 (D核) や1H核以外の核種でもグラジエントシムが可能です。例えば、フッ素系溶媒にしか溶解しない試料でのNMR測定を行いたいときには、19F核でのグラジエントシムにより分解能調整を行うことが可能です。

グラジエントシム (2H)

グラジエントシムによる分解能調整前後のスペクトル。20秒で分解能が向上しています。
グラジエントシム (19F)

19Fの信号を選択し、その信号を使用して2H信号と同様にグラジエントシムで分解能調整が可能です。
試料回転下でラジアルシムの調整が悪い場合(上段)と
3D グラジエントシムで補正した場合(下段)
試料回転下でラジアルシムの調整が悪い場合 (上段) と3Dグラジエントシムで補正した場合 (下段)

ネットワークに対応

ECZ Luminousは、ネットワークオペレーションによるリモートアクセス対応したNMRシステムです。ネットワークオペレーションが可能であるため、離れた場所からでもNMR装置にアクセス可能で、時間を無駄にすることなくスループット向上に貢献します。

操作端末をネットワーク経由でダイレクトに分光計と接続して遠隔操作をすることはもちろんのこと、セカンドPCを導入することにより、大切な装置を外部からの危険にさらすことなく、快適なNMR遠隔操作環境を構築することが可能です。*1

ECZ Luminousには、分光計を制御するコンピューター (SCC: Spectrometer Control Computer) が内蔵されています。SCCは大容量ハードディスクも備えた高性能コンピューターであるため、パルスシーケンスの実行、データの格納などの操作を独立して実行することが可能です。

測定データは必ずSCC内のハードディスクに書き込まれます。例えば連続測定の途中で操作コンピューターやネットワークに何らかの障害が発生した場合も、事前予約された測定はすべて正常に実行され、測定データはSCC内のハードディスクに自動的に書き込まれます。

ダイレクト接続のイメージ
  • *1
    基幹ネットワークへの接続は、セカンドPCを介した接続を推奨します。
    ネットワークおよびVPN接続は、すべてのネットワーク環境で保証するものではありません。ユーザーの責任の範囲で接続をお願いします。
    ネットワーク接続に伴う操作については、ユーザーの責任で運用をお願いします。

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仕様/オプション SPEC / OPTION

さらに小型化された分光計

ECZ Luminousは、分光計の性能を高めると同時に大幅な小型化を実現しました。Rシリーズは従来相当機に対して体積が約1/3に縮小されています。

従来機同等性能機種でのサイズ比較
従来機同等性能機種でのサイズ比較
JNM-ECZL G series JNM-ECZL R series JNM-ECZL S series
周波数 400 MHz ~ 1.3 GHz 400 MHz ~ 600 MHz 400 MHz
対象試料 溶液/固体 溶液/固体 溶液
チャンネル 2 ch (標準) 2 ch 2 ch
パワーアンプ 100 W (標準) 100 W 50 W
 高周波数側 200/500/1000 W 選択可
パワーアンプ 300 W (標準) 300 W 150 W
 低周波数側 500/1000/2000 W 選択可
勾配磁場電源 10 A (標準) 10 A 10 A
30/50 A 選択可
分光計サイズ W×D×H 600×855×1,279 mm 536×730×855 mm 536×730×855 mm

設置要領

所要電源容量 (ブレーカー) および接地
分光計 (S) 単相AC100 ~ 240 V ±10% (ただし、最大250 V) 50/60 Hz 15 A
分光計 (R) 単相AC100 ~ 240 V ±10% (ただし、最大250 V) 50/60 Hz 20 A
分光計 (G) 単相AC200 ~ 240 V ±10% (ただし、最大250 V) 50/60 Hz 20 A
データシステム 単相 AC100 ~ 240 V, 50/60 Hz 1 kVA
エアコンプレッサー (400 MHz) 単相 AC100 V、50/60 Hz 15 A
(500 MHz 以上) 三相 AC200 V、50/60 Hz 15 A
(固体構成) 三相AC200 V、50/60Hz 30 A
予備 単相 AC100/120 V, 50/60 Hz 3 kVA
接地 100 Ω 以下1個
液体窒素蒸発抑制装置 単相AC100 V、50/60 Hz 20 A
設置室 500MHz 超伝導マグネットの例
温度範囲 17 ~ 27 °C ( ±1 °C /h 以内)
湿度 70 % 以下
天井高さ 2.87 m 以上
0.5 mT 位置 SCM 中心より、垂直方向 1.15 m、水平方向 0.6 m

FT NMR 装置を設置する際は、法律に定められた高周波利用設備許可申請を行う必要があります。

500 MHz の設置例
500 MHz の設置例

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