-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen einer quantitativen
Eigenschaft einer Probensubstanz mittels magnetischer Resonanz,
mit einem Förderer
zum Fördern
von die Probensubstanz enthaltenden Probengefäßen durch eine Messstation
hindurch, wobei die Messstation ein Magnetsystem zum Erzeugen eines
konstanten Magnetfeldes hoher Homogenität, einen für ein Hindurchfördern der
Probengefäße geeigneten
Probenkopf zum Erzeugen eines hochfrequenten Magnetfeldes, sowie
eine Messeinheit für
magnetische Resonanz und zum Bestimmen der quantitativen Eigenschaft
der im Probenkopf befindlichen Probensubstanz enthält, wobei
der Probenkopf die magnetische Resonanz in einem die Probensubstanz
enthaltenden Abschnitt des Probengefäßes anregt und detektiert und
ferner im Bereich des Streufeldes des hochfrequenten Magnetfeldes
keine messbaren magnetischen Resonanzen angeregt werden.
-
Die
Erfindung betrifft ferner einen Probenkopf, insbesondere zum Bestimmen
einer quantitativen Eigenschaft einer Probensubstanz mittels magnetischer
Resonanz, der für
ein Hindurchfördern
von die Probensubstanz enthaltenden Probengefäßen geeignet ist und ein hochfrequentes
Magnetfeldes erzeugt, wobei der Probenkopf die magnetische Resonanz
in einem die Probensubstanz enthaltenden Abschnitt des Probengefäßes anregt
und detektiert und ferner im Bereich des Streufeldes des hochfrequenten
Magnetfeldes keine messbaren magnetischen Resonanzen angeregt werden.
-
Eine
Vorrichtung sowie ein Probenkopf der vorstehend genannten Art sind
aus der
WO 99/67 606
A1 bekannt.
-
In
verschiedenen chemischen und pharmazeutischen Prozessen ist es notwendig,
eine quantitative Eigenschaft, beispielsweise das Gewicht bzw. die
Masse bestimmter Substanzmengen exakt zu bestimmen. Dies ist zum
Beispiel beim maschinellen Abfüllen
von pharmazeutischen Wirkstoffen von besonderer Bedeutung, weil
jeweils eine genau bemessene Dosis eines Wirkstoffs abgefüllt werden
muss.
-
Bestimmte,
für eine
Injektion vorgesehene Wirkstoffe werden beispielsweise in Pulverform
in kleinen Glasfläschchen
abgefüllt.
Dabei füllt
die Menge des Pulvers das Fläschchen
nur teilweise aus. Die Fläschchen
werden mit einem Deckel aus Metall oder einem harten Kunststoff
verschlossen, der in der Mitte eine mit einer elastischen Dichtung
verschlossene Öffnung
aufweist. Unmittelbar vor dem Gebrauch zieht der Arzt ein geeignetes
Lösungsmittel
in einer Spritze auf, durchsticht mit der Kanüle der Spritze die Dichtung
und injiziert das Lösungsmittel
in das freie Volumen des Fläschchens.
Durch kräftiges
Schütteln des
Fläschchens
wird nun der pulverförmige
Wirkstoff in dem Lösungsmittel
aufgelöst.
Die so erzeugte Lösung
wird mit der Spritze wieder aufgezogen und einem Patienten injiziert.
Es liegt auf der Hand, dass beim Abfüllen im Betrieb des pharmazeutischen
Herstellbetriebes die Menge des in dem Fläschchen enthaltenen Wirkstoffs
dabei genau dosiert sein muss.
-
Pharmazeutische
Präparate
werden in großen
Stückzahlen
hergestellt, typischerweise mit Abfüllraten von einigen 100 Einheiten
pro Minute in einer Abfüllanlage.
-
Mit
herkömmlichen
Waagen ist eine umfassende Gewichtskontrolle dabei nicht zu bewältigen. Man
hat sich daher bislang damit beholfen, nur Stichproben durch Wiegen
zu überprüfen, indem
beispielsweise jede hundertste Verpackungseinheit gewogen wurde.
Diese Vorgehensweise wird jedoch zunehmend als unzureichend empfunden.
Es wird daher in der pharmazeutischen Industrie an Standards gearbeitet
(sog. „PAT-Initiative”), die
für bestimmte
Präparate,
beispielsweise die oben erläuter ten
Injektionspräparate,
eine Gewichtsüberprüfung jeder
einzelnen Verpackungseinheit normieren.
-
Aus
der eingangs genannten
WO
99/67 606 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der das
Gewicht einer abgefüllten
Substanzmenge kontaktlos bestimmt werden kann. Derartige Vorrichtungen
werden in der Fachsprache auch als NCCW (Non Contact Check Weigher)
bezeichnet. Hierzu werden Proben auf einem Förderband in den Bereich einer Messstation
gefördert.
-
Die
Messstation enthält
eine Kernresonanz (NMR)-Messanordnung. Diese besteht aus mindestens
einer Hochfrequenzspule, sowie aus einem Eisen-Magnetsystem mit
beidseits des Förderbandes angeordneten
Magnetpolen. Die Proben durchlaufen auf dem bewegten Förderband
das von der Hochfrequenzspule erzeugte hochfrequente Magnetfeld.
Das Magnetsystem erzeugt am Ort des Durchlaufes ein konstantes Magnetfeld
hoher Homogenität,
dessen Richtung quer zur Förderrichtung
des Förderbandes verläuft. Das
von der Hochfrequenzspule erzeugte hochfrequente Magnetfeld verläuft dazu
senkrecht.
-
Durch
geeignete Abstimmung der Feldstärke des
konstanten Magnetfeldes und der Frequenz des hochfrequenten Magnetfeldes
wird in der Probensubstanz kernmagnetische Resonanz (NMR) angeregt. Die
Resonanzsignale werden von der Hochfrequenzspule empfangen und an
eine entsprechende Auswerteeinheit weitergeleitet. Das Kernresonanzsignal ist
ein Maß für die Menge
der Probensubstanz. Durch Vergleich mit einem Kernresonanzsignal
einer aus der gleichen Substanz bestehenden Kalibrierprobe mit bekanntem
Gewicht kann dann das Gewicht der gemessenen Probensubstanz bestimmt
werden.
-
Bei
der Messung der magnetischen Resonanz kann das als Deckel oder als
Versiegelung des Probengefäßes verwendete
Festkörper-Material Störsignale
liefern. Wenn beispielsweise Gummi oder Kunststoff verwendet wird,
dann geben die Wasserstoffatome NMR-Signale ab, die das eigentliche Messergebnis
verfälschen
können.
-
Bei
einigen Ausführungsbeispielen
der aus
WO 99/67 606
A1 bekannten Vorrichtung (
1,
7 und
8) umschließt der als
Hochfrequenz-Solenoidspule ausgebildete Probenkopf die Gesamtheit
von Probensubstanz und Probengefäß. Diese
Ausführungsbeispiele
sind daher nur für
die Messung von flüssigen
Probensubstanzen geeignet, weil die Gesamtheit von Probensubstanz
und Probengefäß dem hochfrequenten
Magnetfeld ausgesetzt sind. Störsignale
des Probengefäßes, insbesondere
des Deckels, wirken sich in diesem Falle nur dann nicht aus, wenn die
zur Messung verwendeten Hochfrequenzimpulse nur auf die langen Relaxationszeiten
von Flüssigkeiten
ausgelegt sind. Die Relaxationszeiten von Festkörpern sind nämlich wesentlich
kürzer,
so dass diese Festkörper
bei der Verwendung derartiger Hochfrequenzimpulse keine Störsignale
liefern. Allerdings erfordern lange Relaxationszeiten, dass die
mit hoher Geschwindigkeit herangeförderten Proben vor dem Erreichen
der Hochfrequenzspule vormagnetisiert werden. Hierzu ist bei der
bekannten Vorrichtung das Magnetsystem so breit ausgebildet, dass das
konstante Magnetfeld bereits in einem Bereich stromaufwärts der
Hochfrequenzspule wirksam ist.
-
Andererseits
besteht ein erhebliches Bedürfnis
nach Anlagen, beispielsweise NCCW-Anlagen, die auch in der Lage sind,
quantitative Eigenschaften fester Probensubstanzen zu messen, beispielsweise das
Gewicht für
die eingangs erläuterten
Injektionspräparate.
-
Weitere
Ausführungsbeispiel
der aus
WO 99/67 606
A1 bekannten Vorrichtung (
9)
sehen daher vor, die magnetische Resonanz nur in dem Teil des Probengefäßes anzuregen,
in dem sich die Probensubstanz befindet, um auf diese Weise die
Anregung von Störsignalen
des Deckels bzw. der Versiegelung zu vermeiden. Hierzu ist bei einer
ersten Alternative vorgesehen, in der Messstation Gradientenspulen
anzuordnen, um dem konstanten Magnetfeld Gradienten zu überlagern,
die eine lokale Anregung von magnetischer Resonanz gestatten. Bei
einer zweiten Alternative sind Hochfrequenz-Solenoidspulen in der
Messstation unterhalb des Förderbandes angeordnet,
so dass sie sich näher
an der Probensubstanz als an dem Deckel bzw. der Versiegelung befinden.
-
Die
erste Alternative hat dabei den Nachteil, dass durch das zusätzlich erforderliche
Gradientensystem mit zugehöriger
Versorgung und Signalauswertung der apparative Aufwand deutlich
erhöht
wird. Auch die Bedienung der Vorrichtung wird dadurch erheblich
komplizierter.
-
Die
zweite Alternative hat zunächst
den prinzipiellen Nachteil, dass die Anregung von Störsignalen
im Deckel bzw. in der Versiegelung nur geringfügig vermindert werden kann,
weil sich, insbesondere bei einem voll befüllten Probengefäß, die Probensubstanz
in unmittelbarer Nähe
des Deckels bzw. der Versiegelung befindet. Dann erreicht aber das
hochfrequente Magnetfeld, das von einer unterhalb des Förderbandes
angeordneten Solenoidspule erzeugt wird und nach oben gerichtet
ist, den Deckel bzw. die Versiegelung mit nahezu unverminderter
Amplitude. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass ein im Abstand
von unten eingestrahltes hochfrequentes Magnetfeld deutlich weniger
homogen ist als ein Feld, das beispielsweise von einer die Probe
umgebenden Solenoidspule erzeugt wird. Dies kann zu Verfälschungen
des Messergebnisses führen.
Das Feld muss schließlich
mit größerer Intensität eingestrahlt
werden. All diese Probleme wirken sich umso mehr aus, je größer der
Abstand zwischen Hochfrequenzspule und Probensubstanz ist. Schließlich benötigt diese Alternative
separate Baugruppen oberhalb und unterhalb des Förderbandes.
-
Aus
der
EP 0 201 084 B1 ist
ein NMR-Probenkopf für
bildgebende Verfahren bekannt. Der Probenkopf besteht im wesentlichen
aus zwei so genannten Split-Ring-Resonatoren
(auch Loop-Gap-Resonatoren genannt), die entlang einer gemeinsamen
Achse im Abstand zueinander angeordnet sind. Die beiden Resonatoren
bilden zwischen sich einen Bereich zur Aufnahme der Probe. Um zu vermeiden,
dass die beiden Resonatoren im so genannten „unlinked mode” laufen,
bei dem jeder der Resonatoren bei seiner eigenen Frequenz schwingt und
daher in dem Probenbereich inhomogene Verhältnisse herrschen, werden die
Spalte der Resonatoren in bestimmter Weise elektrisch verbunden.
Die Resonatoren schwingen dann im so genannten „linked mode” bei derselben
Frequenz und mit hoher Homogenität
im Probenbereich.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie
einen Probenkopf der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden,
dass diese Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll es möglich werden,
in Abfüllanlagen
mit hohen Abfüllraten
bestimmte quantitative Eigenschaften fester Probensubstanzen zuverlässig, genau
und mit geringem apparativem Aufwand zu bestimmen.
-
Bei
einer Vorrichtung und bei einem Probenkopf der eingangs genannten
Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
der Probenkopf in einer Förderrichtung
des Förderers
gesehen einen Split-Ring-Resonator mit einem Durchlassquerschnitt
für ein
Hindurchlaufen der Probengefäße aufweist,
dass der Split-Ring-Resonator
einen mit einem Hochfrequenzsignal gespeisten, eine Achse definierenden
Ring aufweist, dass der Ring an zwei einander diametral gegenüberliegenden
Umfangspositionen jeweils mit einem zur Achse parallelen ersten Spalt
versehen ist, und dass die Probenköpfe auf einer Oberseite des
Ringes durch den Durchlassquerschnitt hindurchlaufen, wobei das
hochfrequente Magnetfeld in einem Bereich des Durchlassquerschnitts erzeugt
wird, durch den der Abschnitt der Probengefäße beim Fördern hindurchläuft.
-
Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen
gelöst.
-
Diese
Erfindung hat den Vorteil, dass das zum Anregen der magnetischen
Resonanz benötigte hochfrequente
Magnetfeld unmittelbar in dem Teil des Probenkopfes erzeugt wird,
durch den das Probengefäß hindurchläuft und
der einen Teil eines Split-Ring-Resonators bildet. Damit ist eine
eng begrenzte lokale Anregung nur der Probensubstanz mit einem homogenen
Feld von vergleichsweise niedriger Amplitude möglich.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann innerhalb eines pharmazeutischen Herstellbetriebes verwendet
werden, in dem strenge Anforderungen hinsichtlich der gebotenen
Reinheit bestehen und daher die Herstellanlagen regelmäßig mit
flüssigen
Mitteln gereinigt, insbesondere sterilisiert werden, weil der Probenkopf
als Ganzes ausgebaut und gereinigt bzw. sterilisiert werden kann.
Gesonderte Arbeiten unterhalb des Förderbandes sind dabei nicht
zwingend erforderlich.
-
Die
Erfindung hat ferner den Vorteil, dass außer einer Messung an Einzelproben
auch eine Messung an einer Vielzahl von Proben möglich ist, die auf einem Förderer zugeführt werden.
-
Bei
einer Weiterbildung der Erfindung sind an den Umfangspositionen
der Spalte Ansätze
mit einer breiten Oberfläche
außen
an den Ring angesetzt, wobei ferner die Oberflächen jeweils mittig mit einem achsparallelen
zweiten Spalt versehen sind, der an einem Ende mit dem zugehörigen ersten
Spalt kommuniziert.
-
Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass die gewünschte
Konfiguration des Probenkopfes hochfrequenztechnisch auf einfache
Weise realisiert werden kann.
-
Die
Ansätze
sind bevorzugt flügelartig
ausgebildet und erstrecken sich insbesondere parallel zur Achse.
-
Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass ein sehr homogenes hochfrequentes Feld erzielt
wird.
-
Weiterhin
sind Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bevorzugt, bei denen mindestens die Messstation in einer für eine Reinigung
mit flüssigem
Reinigungsmittel geeigneten Weise ausgebildet ist.
-
Die
vorstehend für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
erläuterten
Vorteile gelten sinngemäß auch für den erfindungsgemäßen Probenkopf.
-
Die
gemessene quantitative Eigenschaft ist bevorzugt das Gewicht bzw.
die Masse der Probensubstanz oder eines vorbestimmten Teils davon.
-
Es
ist besonders bevorzugt, wenn die Probensubstanz eine Festkörpersubstanz
ist, obwohl nach dem erfindungsgemäßen Verfahren selbstverständlich auch
flüssige
Proben gemessen werden können.
-
Ferner
wird bevorzugt in an sich bekannter Weise die quantitative Eigenschaft
der Probensubstanz durch Vergleich des von der Probensubstanz ausgesandten
Resonanzsignals mit einem Resonanzsignal einer Referenzprobe der
Probensubstanz mit bekannter quantitativer Eigenschaft bestimmt.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
beruht auf magnetischer Resonanz. Bevorzugt ist, wenn die magnetische
Resonanz als Kernresonanz (NMR) angeregt wird. Sie kann aber auch
als Elektronenresonanz (ESR) angeregt werden.
-
Weitere
Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
-
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1:
eine äußerst schematisierte
Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
-
2:
eine schematisierte perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Probenkopfes,
wie er in der Vorrichtung gemäß 1 verwendet
werden kann;
-
3:
eine Schnittdarstellung des Probenkopfes gemäß 2 in der
mit der Linie III-III in 2 bezeichneten Ebene.
-
4:
eine Draufsicht auf den Probenkopf gemäß 2; und
-
5:
ein elektrisches Ersatzschaltbild des Probenkopfes gemäß den 2 bis 4.
-
In 1 bezeichnet 10 als
ganzes eine Vorrichtung zum Bestimmen einer quantitativen Eigenschaft
einer in einem Probengefäß enthaltenen
Probensubstanz mittels magnetischer Resonanz, wie sie zum Beispiel
in einem pharmazeutischen Herstell- oder Abfüllbetrieb verwendet wird. Die
quantitative Eigenschaft ist bevorzugt das Gewicht bzw. die Masse
der Probensubstanz oder eines vorbestimmten Teils davon. Die Erfindung
wird im folgenden anhand des Beispiels einer Gewichtsbestimmung
beschrieben, ohne dass dies aber den Anwendungsbereich der Erfindung
einschränkt.
-
Die
Vorrichtung 10 weist ein Förderband 12 oder einen
sonstigen geeigneten Förderer
auf. Auf dem Förderband 12 werden
in Richtung von Pfeilen 14 auf einem oberen Trum 16 Probengefäße 18 in 1 von
links nach rechts befördert.
Der obere Trum 16 des Förderbandes
läuft durch
eine Messstation 19. Die Probengefäße 18 werden auf der
linken Seite in einer Aufgabeposition 20 auf das Förderband 12 aufgesetzt
und auf der rechten Seite in einer Abnahmeposition 22 abgenommen.
-
Innerhalb
der Meßstation 19 laufen
die Proben 18 durch einen Probenkopf 24. Beidseits
des oberen Trums 16 befindet sich in Höhe des Probenkopfes 24 ein
Magnetsystem 26. Eine Sende-/Empfangsleitung 28 verbindet
den Probenkopf 24 mit einer Messeinheit 30, die
für Messungen
mittels magnetischer Resonanz ausgelegt ist. Das Magnetsystem 26 erzeugt
ein quer zur Förderrichtung
ausgerichtetes konstantes Magnetfeld B0.
Der Probenkopf 24 hingegen erzeugt und empfängt ein
hochfrequentes Magnetfeld B1, das senkrecht
zum konstanten Magnetfeld B0 gerichtet ist
(3).
-
In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird
mit kernmagnetischer Resonanz (NMR) bei einer Messfrequenz von beispielsweise
18 bis 20 MHz gearbeitet, was für
Protonen einem konstanten Magnetfeld B0 einer
Feldstärke
von etwa 0,45 T entspricht. Messungen mit Elektronenresonanz (ESR) sind
aber gleichfalls möglich.
-
Eine
Datenleitung 32 am Ausgang der Messeinheit liefert die
ermittelten Daten über
das Gewicht jedes einzelnen Probengefäßes 18. Diese Daten werden
entsprechend weiterverarbeitet. Probengefäße, deren Gewicht nicht innerhalb
eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegt, werden ausgeschieden (nicht
dargestellt). Darüber
hinaus werden die Daten im Rahmen eines Qualitätssicherungssystems archiviert.
-
Innerhalb
der Messstation 19 wird vorzugsweise mit gepulster Kernresonanz
gearbeitet, wie dies eingangs im Zusammenhang mit dem Stand der Technik
bereits geschildert wurde. Allerdings werden in der Vorrichtung 10 vorzugsweise
Probengefäße verarbeitet,
die Festkörperproben
enthalten. Hierzu ist der Probenkopf 24 in spezieller Weise
ausgebildet, wie nachstehend anhand der 2 bis 5 erläutert werden
wird.
-
Bei
dem in den 2 bis 4 dargestellten Probenkopf 24 erkennt
man einen Ring 40, der eine Achse 41 definiert.
Der Ring 40 ist an seinem Umfang an zwei einander diametral
gegenüberliegenden
Positionen jeweils mit einem zur Achse 41 parallel verlaufenden
Spalt 42a bzw. 42b versehen. Diese Konfiguration
wird in der Fachwelt als „Split
Ring Resonator” oder
als „Loop
Gap Resonator” bezeichnet.
-
Dort,
wo sich die Spalte 42a, 42b befinden, sind an
den Ring 40 flügelartige
Ansätze 44a bzw. 44b angefügt. Die
Ansätze 44a, 44b sind
im Querschnitt flach oval. Ihre breiten, dem Ring 40 zu
gewandten Oberflächen
sind mit 45a bzw. 45b bezeichnet. Diese Oberflächen 45a, 45b sind
mit ebenfalls parallel zur Achse 41 verlaufenden Spalten 46a bzw. 46b versehen.
-
Der
Ring 40 hat in Richtung der Achse 41 eine Höhe h1 und die Ansätze 44a, 44b eine
wesentlich größere Höhe h2. Die Anordnung ist dabei so getroffen,
dass eine Unterseite 48 des Ringes 40 mit Unterseiten 50 der
Ansätze 44a und 44b fluchtet.
Die Gesamtanordnung ist daher axial unsymmetrisch. Die Spalte 42a und 46a sowie
die Spalte 42b und 46b kommunizieren, miteinander,
d. h. sie liegen offen aufeinander.
-
Wie
man deutlich aus 2 und 3 erkennt,
hat der Probenkopf 24, in Förderrichtung 14 gesehen,
die Gestalt eines nach oben offenen U. Auf einer Oberseite 52 des
Ringes 40 können
nun die Probengefäße 18 durch
einen Durchlassquerschnitt 56 gefördert werden, der dem Freiraum
zwischen den nach oben über
den Ring 40 hinausragenden Ansätzen 44a, 44b entspricht.
Dieser Durchlassquerschnitt 56 wird seitlich durch die
Oberflächen 45a und 45b begrenzt.
-
In 2 und 3 ist
der Einfachheit halber der obere Trum 16 nicht dargestellt,
der beispielsweise durch eine entsprechende Ausnehmung in der Oberseite 52 laufen
könnte.
Auch die zum Einkoppeln des Hochfrequenz-Sendesignals und zum Auskoppeln
des Hochfrequenz-Empfangssignals erforderlichen Elemente sind nicht
dargestellt. Dem Fachmann sind diese Elemente bekannt.
-
In 3 ist
dargestellt, dass das aus Glas bestehende Probengefäß 18 unten
einen Bauch 60 aufweist, der nur teilweise mit einer pulverförmigen Probensubstanz 62 befüllt ist.
Der befüllte
Abschnitt des Bauches 60 ist in 3 mit A
bezeichnet.
-
Der
Bauch 60 geht an seiner Oberseite in einen Hals 66 über, der
wiederum in einen radial erweiterten Flansch 66 ausläuft. Dort
ist das Probengefäß 18 mittels
einer Kappe 68 verschlossen, die seitlich um den Flansch 66 herumgebogen
ist. Die Kappe 68 besteht beispielsweise aus einem harten
Kunststoff oder aus einem unmagnetischen Metall. Im Zentrum der
Kappe 68 befindet sich eine mit einer Dichtung 70 ausgefüllte Öffnung.
Die Dichtung 70 besteht vorzugsweise aus einem weichen
Kunststoff oder Gummi. Die Verwendung des so ausgebildeten Probengefäßes 18 als
Verpackung für
ein Injektionspräparat wurde
weiter oben bereits erläutert.
-
Für die vorliegende
Erfindung ist wichtig, dass das hochfrequente Magnetfeld B1 nur in dem Abschnitt A eine magnetische
Resonanz anregt, in dem sich die Probensubstanz 62 befindet.
Das Glas, aus dem der Bauch 60 besteht, kann dabei außer Betracht
bleiben, weil dieses Glas keine Resonanzsignale erzeugt. Diejenigen
Elemente, nämlich
die Kappe 68 und die Dichtung 70, die unter Umständen starke,
zumindest störende
Resonanzsignale liefern, müssen
sich außerhalb
des hochfrequenten Magnetfeldes B1 befinden
bzw. im Bereich von dessen Streufeld, das keine messbaren Resonanzen
anregt.
-
Wie
sich aus der Darstellung der 4 und dem
Ersatzschaltbild 80 der 5 ergibt,
bilden die beiden Ansätze 44a und 44b Induktivitäten L1 und L2. Diese werden über die
von den Spalten 42a/46a bzw. 42b/46b gebildeten
Kapazitäten
C1 bzw. C2 mit den Induktivitäten L3 und L4 gekoppelt,
die von den beiden Hälften
des Ringes 40 gebildet werden.
-
Wenn
der Probenkopf 24 mit einem Hochfrequenzsignal angeregt
wird, entsteht ein räumlicher Verlauf
des hochfrequenten Magnetfeldes B1, der
in 3 dargestellt ist. Die Feldlinien von B1 verlaufen infolge der bereits erwähnten axialen
Unsymmetrie des Probenkopfes 24 im wesentlichen nur im
Abschnitt A parallel zueinander und senkrecht zu den Feldlinien
des konstanten Magnetfeldes B0. Dies hat zur
Folge, dass auch nur dort eine magnetische Resonanz angeregt wird.
-
Mit
dem Probenkopf 24 lässt
sich daher eine Vorrichtung 10 realisieren, die es gestattet,
Probengefäße 18 mit
fester Probensubstanz 62 kontaktlos zu wiegen, wobei ein
hoher Durchsatz von beispielsweise 180 Probengefäße pro Minute bei einer Wiegegenauigkeit
von mindestens 1% verarbeitet werden kann.
-
Weil
die Vorrichtung 10 bevorzugt in pharmazeutischen Betrieben
eingesetzt wird, ist sie bevorzugt so ausgebildet, dass sie mit
flüssigen
Mitteln gereinigt, insbesondere sterilisiert werden kann. Dabei wird
mit heißen
Reinigungsmitteln gearbeitet, deren Temperatur bei 70°C liegen
kann.
-
Es
versteht sich ferner, dass die Vorrichtung 10 bzw. der
Probenkopf 24 selbstverständlich auch flüssige Proben
verarbeiten kann. In diesem Falle sind Mittel der bereits geschilderten
Art erforderlich, um eine ausreichende Vorpolarisierung der flüssigen Probensubstanz
zu erzeugen, bevor die Messung der magnetischen Resonanz beginnt.
-
Es
versteht sich schließlich,
dass die Vorrichtung 10 bzw. der Probenkopf 24 mit
weiteren Merkmalen ausgestattet sein kann, die in der magnetischen
Resonanz bekannt sind, beispielsweise mit einem internen Standard
für die
Regelung des konstanten Magnetfeldes. Dieser ist vor allem dann zweckmäßig, wenn
das Magnetsystem bei einem Reinigungsvorgang den erwähnten hohen
Temperaturen ausgesetzt wird und dann die Feldstärke einer erheblichen Nachregelung
bedarf.