Nuclear Magnetic Resonance (NMR)

Spektrometer

mit Echtzeit In Situ Analyse

mit nur 25 mm Durchmesser und einer Länge von ca. 250 mm

NS29 Glas-Normschliff Verbindung,

(Verbindungen im Industriemaßstab mit bis zu 100 Bar stehen auf Anfrage ebenfalls z. V.)

einschließlich aller Elektronik und mit Stromzugang über USB





Seit ihrer Einführung vor über 60 Jahren ist die Magnetische Kernspinresonanz (NMR) eine leistungsfähige Methode für chemische Analysen von Materie und sogar von Molekülstrukturen in atomaren Größenordnungen. Die herkömmlichen NMR-Spektrometer sind derzeit nur in Form von unhandlichen, teuren und in ihrer Anwendung außerordentlich kompliziert zu bedienenden Maschinen erhältlich.

Unsere Innovationen in Form der Erzeugung sowohl neuer numerischer Algorithmen (Software) als auch in Form der Gestaltung neuer Geräte (Hardware) machten es uns möglich, ein benutzerfreundliches NMR-Spektrometer im Taschenformat - den Elegant NMR Stick - zu produzieren.

Jetzt steht die NMR-Technologie zur Verfügung für die

  • Universitäten und Forschungseinrichtungen: Für Echtzeit-Überwachungen von chemischen Synthesen
  • Chemische Industrie: Für In-situ-Überwachungen chemischer Prozesse und Reaktionen in Echtzeit
  • Öl- und Gasindustrie: Für Tröpfchengröße und Qualitätskontrollen in Echtzeit
  • Bier-/Wein-/Softdrink-Industrie: Für Qualitätskontrollen in Echtzeit
  • Medizinische und pharmazeutische Industrie: Für In-situ-Qualitätskontrollen in Echtzeit.

Neben diesen Anwendungen können viele andere Industriebereiche von der Verwendung eines so einfachen, robusten und kostengünstigen NMR-Spektrometers profitieren!

Der Elegant NMR Stick kann bis zu Temperaturen um die 250℃ arbeiten

Geeignet für fast alle chemischen Reaktionen produziert der Elegant NMR Stick in Echtzeit während der In-situ Überwachung Schlüsselinformationen für ein verbessertes Verständnis von Reaktionsabläufen sowie für deren Regelung - und zwar ohne jede extraktive Probenahme.

Der große Umfang an gewonnenen Daten macht den Elegant NMR Stick besonders für Analysen auf dem Gebiet der Kinetik nützlich. Der Elegant NMR Stick liefert fundamentale Informationen über den Ablauf von Reaktionen, welche den Chemikern und Wissenschaftlern bei der Erforschung und Entwicklung von chemischen Verbindungen, chemischen Synthesen und chemischen Prozessen helfen.

Publikationen

Die Schlüsselkomponente des Elegant NMR Stick ist der von uns neu entwickelte numerische Algorithmus, der so genannte Multidimensional Decomposition Algorithm (Multidimensionaler Zerlegungs-Algorithmus).

Wir haben unseren innovativen Algorithmus in von Experten betreuten, hochprofilierten wissenschaftlichen Fachorganen wie Nature und JACS veröffentlicht.

Wir bieten ein/eine

  • kostenlose und robuste NMR-Software für alle Computer-Betriebssysteme (Windows/Linux/Android)
  • kleines, tragbares NMR-Spektrometer
  • a freie GPL(General Public License) Datenbank für mit nicht-konstanter Abtastrate, hetero, multi-dimensionalen Kernresonanzspektren gewonnenen Daten, die es jedermann ermöglicht, sowohl zur Datenbank beizutragen als auch zu allen verfügbaren Spektren freien Zugang zu haben.

  • Der Elegant NMR Stick besteht aus mit PTFE beschichtetem Edelstahl und ist mit einem robusten USB-Kabel ausgestattet. Es gibt nur einige wenige Substanzen Fluor zum Beispiel, die PTFE und PTFE Beschichtungen angreifen können..
  • Im Inneren befinden sich mit PTFE beschichtete Seltenerdmagnete, die in Temperaturbereichen von bis zu 250℃ arbeiten.
  • Die elektronischen Bauteile enthalten hochempfindliche Komponenten mit 160 dB Dynamikumfang.
  • Die Rechnereinheit enthält einen Multi-Thread/Multi-Core Mixed-Architecture Prozessor, welcher 12 GFLOP/s erreicht.
  • Kernstück des Messgerätes ist unser Numerischer Algorithmus für die mehrdimensionale Zerlegung von Tensoren mit PLS und PCA, welcher
    • reine Spektren der reinen Stoffe sogar dann ermittelt, wenn sie als Stoffmischungen vorliegen und gemessen werden; diese Technologie eignet sich daher für komplexe Gemische wie Naturstoffe, Getränke, Öle und Industriechemikalien
    • den Vorteil hat, exakte Spektren und Konzentrationen in chemischen Systemen zu liefern, die mehrere Spektrometer installiert haben; er bietet außergewöhnliche Vorteile für chemische Anlagen und Systeme, die Echtzeit-Messungen für die Qualitätskontrolle durchführen müssen
    • eine zuverlässige Methode zur Hintergrund-Unterdrückung von Lösungsmitteln, Wasser sowie Salzen mitbringt
    • sofort und komplett, "out-of-the-box", für die Erstellung von HSQC und NOESY und anderen multidimensionalen Spektren bereit steht
    • einen zweidimensionalen Durchflusssensor mitbringt.

Konzipierung, Entwicklung und Herstellung des Elegant NMR Stick erfolgten in Deutschland.

Der Elegant NMR Stick in unserem Unternehmen in Deutschland erfunden, ist geistiges Eigentum des Unternehmens. Sowohl Konzipierung und Herstellung als auch alle Phasen der Entwicklung und Produktion erfolgten in Deutschland und wurden von unserem Unternehmen in voller Übereinstimmung mit den Grundsätzen der Industie 4.0 durchgeführt.

Datenblatt

Maße

Der Elegant NMR Stick ist ein kleines Gerät. Die Sonde hat einen Durchmesser von 25 mm (1 Zoll), eine Länge von 250 mm (10 Zoll) und ein Gewicht von ca. 0,5 kg. Das obere PTFE Teil eignet sich für NS29 Normschliff Verbindungen - d. h. für Standardbehälter oder Reaktor Glasgeräte in der Chemie.

Wir liefern spezielle Adapter, alle mit NS29 Normschliff versehen, für mittelgroße (90 mm Adapter) und kleine (60 mm Adapter) Glasgefäße/Glasgeräte.

Der Elegant NMR Stick hat eine optimierte kleine Messfläche, so dass die zur Durchführung von Messungen notwendige Flüssigkeitsmenge ebenfalls klein sein kann. Die folgende Liste liefert Schätzungen zum Flüssigkeitsbedarf:
  • Einspritzen über die Anschlüsse erfordert etwa 1 ml Flüssigkeit
  • Platzieren des Stick in ein Gefäß mit 30 mm Durchmesser erfordert etwa 10 ml Flüssigkeit
  • Der kleinste mit NS29 Normschliff augerüstete Behälter benötigt 100 ml Flüssigkeit
  • Messungen in Dreihalskolben benötigen mindestens 200 ml Flüssigkeit.
Der Elegant NMR Stick wurde hauptsächlich für niedrigviskose Flüssigkeiten entwickelt, es können aber auch hochviskose Flüssigkeiten und sogar Flüssigkeiten mit Partikeln gemessen werden. Die Größe der internen Messfläche wurde so konzipiert und gebaut, dass sie Verschmutzungen vorbeugt. Sollten dennoch Verschmutzungen auftreten, muss die Messfläche gereinigt werden, damit korrekte Ergebnisse erzielt werden. Alle Wände des Messbereichs sind mit PTFE beschichtet, so dass die Reinigung einfach ist.

Vorsicht! Bitte seien Sie bei der Reinigung der internen Messfläche so vorsichtig wie möglich, da scharfe Metallteile irreversible Schäden am Spektrometer verursachen können. Nach der Reinigung den Kalibriervorgang starten!

Werkstoffe

Der Elegant NMR Stick erfüllt die Anforderungen von IP68, besteht aus mit PTFE beschichtetem Edelstahl und verfügt über einen robusten USB Anschluss. Es gibt nur wenige Szenarien, in denen der Stick nicht verwendet werden kann, dazu gehört z. B. Fluor, welches PTFE angreift.

Alle Komponenten des Elegant NMR Stick sind aus normalen, den Anforderungen von ROHS und CE entsprechenden Materialien aufgebaut. Das Gerät verwendet weder radioaktive Komponenten, Ionisationskomponenten, unter hohem Druck stehende Gase oder Flüssigkeiten, Hochspannung noch giftige Chemikalien.

Vorsicht! Lediglich der untere Bereich der NS29 Verbindung ist PTFE geschützt und gegenüber den aufgelisteten Stoffen resistent. Im Gegensatz dazu entspricht der obere Bereich nur IP68 und sollte vor äußerer Hitze und aggressiven Stoffen sorgfältig geschützt werden. Wir empfehlen, im Betriebszustand Wasser zum Kühlen des Gerätes zu verwenden, wie allgemein üblich und bekannt und es z. B. in Kühl- und/oder Heizkörpern erfolgt.

Vorsicht! Der Elegant NMR Stick ist nicht mit magnetischen Rührwerken oder bewegten metallischen sowie magnetischen Teilen in seiner unmittelbaren Umgebung kompatibel. Nur nichtmetallische und nichtmagnetische mechanische Rührer sollten verwendet werden, d.h. ausnahmslos Glas- oder PTFE Rührer.

Temperaturbereich

Im Innern des Gerätes befinden sich Seltenerdmagnete, welche im Temperaturbereich von bis zu 250℃ verwendet werden können. Stellen Sie beim Arbeiten mit Temperaturen über 40℃ oder weniger als 0℃ sicher, dass die Geräte-Elektronik mit Flüssigkeitskühlung bzw. -erwärmung über die entsprechenden Zulaufanschlüsse versorgt ist.

Es wird dringend empfohlen, immer eine Flüssigkeitskühlung auch im Temperaturbereich von 10℃ bis 20℃ vorzusehen, da die interne Elektronik das Gerät ausschalten kann, wenn die Temperatur im Inneren des Geräts den Bereich von 0℃ bis 40℃ verlässt.

Die benötigte Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit ist stark von der Temperatur im Messbereich abhängig und muss bei Hochtemperaturbedingungen 1 l/min erreichen. Der Druck der Kühlflüssigkeit sollte immer im Bereich von 0,1 bar liegen. Dies sind die Standardbedingungen für die meisten flüssigkeitsbetriebenen Kühler aus Glas, die in der Regel in jedem chemischen Labor im Einsatz sind.

Der Elegant NMR Stick hat mehrere Thermosensoren und Sicherungen. Die Thermosensoren zeigen an, wenn es zu einer gefährlichen Annäherung der Gerätetemperatur an die Temperaturgrenzwerte kommt, schließlich werden die Sicherungen irreversibel in dem Moment gebrochen, wenn im Inneren des Gerätes die Temperaturobergrenze überschritten wird, so dass der Betrieb des Elegant NMR Stick zum Erliegen kommen wird.

Unsere Garantie erlischt, wenn die temperaturgesteuerten Sicherungen im Gerät gebrochen sind! Eine Reparatur erweist sich bestenfalls als schwierig, im Normalfall fast immer als unmöglich, so dass wir dem Nutzer dringend empfehlen, niemals außerhalb des Temperaturbereiches von 0℃ bis 40℃ zu arbeiten.

Stromversorgung und Datenkonnektivität

Der Elegant NMR Stick benötigt ca. 1 A aus einer 5V USB-Bus-Versorgungsspannung, so dass in einigen Fällen eine zusätzliche externe USB-Stromversorgung erforderlich sein kann, damit das Gerät ordnungsgemäß funktioniert.

Mehrere mit einem Computer verbundene Elegant NMR Sticks können - um eine bessere Auflösung der Spektren und Konzentrationen zu erhalten - simultan arbeiten.

Bei einem Simultaneinsatz gibt es keine Begrenzung für die Elegant NMR Stick Anzahl. Die einzigen denkbaren Einschränkungen können in der begrenzten Anzahl verfügbarer USB Verbindungen und der erforderlichen Stromversorgung liegen. Normalerweise liegt der Datenfluss (Datenübertragungsrate) unter 100 KB/s.

Software

Die Softwarelizenz für Endbenutzer-GUI-Anwendungen ist kostenlos und unsere Software kann in jedem Computer installiert werden, um die Verarbeitung zu starten. Die Software ist nicht auf den einen Stick oder nur die Sticks beschränkt, die gekauft wurden. Die Software kann mit beliebigen Elegant NMR Sticks verwendet werden, z. B. auch solchen, die von Kollegen ausgeliehen wurden.

Wir bieten unseren Kunden eine Methode, die im Stick befindliche proprietäre Firmware kostenlos zu aktualisieren.

Der Elegant NMR Stick verwendet ein internes Format von Free Induction Decays (FIDs, Freier Induktionszerfall), wodurch er in der Lage ist, ungleichförmiges mehrdimensionales Abtasten zu unterstützen. Projektionen auf eindimensionale und mehrdimensionale NMR-Spektren können im ASCII-Format gespeichert werden.

Mischungen

Der Elegant NMR Stick ist ein Niedrigfeldspektrometer (46 MHz 1H = 1.1 T). Derzeit liefern NMR-Spektrometer dieses Typs breite Spektren mit großen, überlappenden Peaks für unabhängige Substanzen. Mischungen von Stoffen liefern eine gewichtete Summe von Spektren, was es unmöglich macht, die verschiedenen Komponenten einer Mischung zu erkennen und zu unterscheiden.

Der Elegant NMR Stick ist ein einzigartiges Spektrometer, das eine dreifache und mehrfache Zerlegung zur Detektion der Komponenten von Gemischen in Echtzeit ermöglicht. Die sich bei einer chemischen Reaktion mit der Zeit ändernden Konzentrationsprofile einer jeden Substanz werden mit dem Elegant NMR Stick erfasst und durch sich verändernde NMR-Spektren laufend wiedergegeben.

Demzufolge können verschiedene Summen von Spektren mit Hilfe der Analyse der kleinsten Quadrate aufgelöst werden, wodurch sich die reinen Spektren und die relativen Konzentrationen aller an der chemischen Reaktion beteiligten Substanzen ermitteln lassen.

Die Schlüsseltechnologie von Elegant Mathematics - Multidimensional Decomposition (Multidimensionale Zerlegung) - ermöglicht die Bestimmung von unbekannten Flüssigkeiten, die sich in einer Flüssigkeitenmischung befinden, auch wenn jegliche Informationen und die Spektren der reinen Flüssigkeiten fehlen!

Betrachten Sie ein eindimensionales Spektrum mit zweidimensionalen HSQC Spektren.

Die erhaltene zweidimensionale Darstellung kann als das Tensorprodukt zweier eindimensionaler Spektren angesehen werden. (Große Biomoleküle ergeben eine Summe aus mehreren Tensorprodukten.) Wenn die Flüssigkeit nur eine Substanz enthält, kann die Substanz durch Komponenten dieser Tensorprodukte identifiziert werden, d.h. durch dieses eindimensionale Spektrum.

Mischungen verschiedener Substanzen werden als die Summe der Tensorprodukte von eindimensionalen Spektren erkannt, und es ist unmöglich, sie aufgrund der grundlegenden Eigenschaft der Singulärwertzerlegung (SVD) zu identifizieren.

Betrachten wir nun einen Satz verschiedener Mischungen - hier sind es die verschiedenen Zeitschritte während einer chemischen Reaktion.

Dieser Satz entspricht einem dreidimensionalen Datensatz, und ein zweidimensionales NMR-Spektrum erstreckt sich jetzt über die Reaktionszeit. Mit Hilfe der Dreifach-Zerlegung zerfällt dieser Satz unikal (nur einmalig vorkommend) in eindimensionale, reine Komponenten-Spektren und liefert die relativen Komponenten-Konzentrationen während der Reaktion!

Die Genauigkeit der obigen Prozedur kann weiter verbessert werden, wenn viele Spektrometer simultan in dem Experiment verwendet werden.

In einem chemischen Reaktor sollten die Messungen an verschiedenen Stellen durchgeführt werden, um die sich zwischen den Messungen entwickelnden Konzentrationsunterschiede möglichst als maximale Differenzen erfassen zu können, und um so zu einer genaueren Darstellung der mehrdimensionalen Zerlegung zu gelangen.

Fasst man die vorteilhaften Aspekte dieser In Situ NMR Messung zusammen, so erkennt man, dass der Elegant NMR Stick folgende Innovationen zur Verfügung stellt:
  • Berechnung der reinen Spektren von Stoffen auf der Grundlage ihrer Messungen im Gemisch, so dass diese Technologie zur Analyse komplexer Gemische wie Naturprodukte, Getränke, Öle und Industriechemikalien geeignet ist
  • Genaueste Spektren und Konzentrationen insbesondere dann, wenn in einem chemischen System mehrere Spektrometer simultan installiert werden. Der Elegant NMR Stick bietet außergewöhnliche Vorteile für chemische Anlagen und Systeme, die Qualitätskontroll-Messungen in Echtzeit erfordern
  • Zuverlässige Methode zur Hintergrund-Unterdrückung von Lösungsmitteln, Wasser und Salzen sowie eine praktisch unbegrenzt hohe Anwendungsvielfalt.

2D,3D,nD-NMR

Organische Substanzen enthalten in der Regel große Mengen an Wasserstoff (H), Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N). Somit ist es möglich, sowohl homonukleare als auch heteronukleare Kreuzkorrelationsspektren zu erhalten. Diese Arten von NMR-Verfahren werden als NOESY und HSQC bezeichnet und sie erlauben uns, die Abstände zwischen den Atomen in Molekülen zu erkennen, d.h., die atomare Struktur von Molekülen zu bestimmen.

Die Durchführung von NOESY und HSQC ist mit den derzeit verfügbaren NMR-Spektrometern sehr kompliziert, so dass nur erfahrene Personen die Arbeiten durchführen können, was aber aufgrund der entstehenden höheren Kosten ihre Anwendung einschränkt, und folglich der Zugang zu wertvollen Informationen, die aus hochempfindlichen und aussagekräftigen Spektren zu entnehmen sind, verschlossen bleibt.

Als Pioniere auf dem Gebiet des Non-Uniform Sampling (d. h. über die Zeitachse unregelmäßig/ungleichmäßig verteilte Probenahmen) in Verbindung mit dem Aufnehmen von homo- und heteronuklearen NMR Spektren haben wir schließlich die hochmoderne Mathematik zusammen mit einem entsprechend hochleistungsstarken Echtzeit-Rechner in den Elegant NMR Stick eingebaut, mit dessen Einsatz es erstmals möglich wird - praktisch ohne menschliches Zutun - mit optimalem Non-Uniform Sampling kombinierte NOESY und HSQC Spektren in Echtzeit aufzunehmen.

Die technischen Möglichkeiten des Elegant NMR Stick sind nicht auf 1H-NMR beschränkt; er kann ALLE auf der Spektrometer-Messfläche empfangenen RESONANZEN aller Ungleich-Null-Spin-Isotope SIMULTAN messen. Es sind daher keine weiteren Messeinheiten für 13C, 15N, 19F oder 31P erforderlich, da bei Einsatz des Elegant NMR Stick alle Isotope auf einmal sichtbar werden! In der Praxis wird der Elegant NMR Stick in einer Flüssigkeitsmischung, die in der Regel vielfältige Ungleich-Null-Spin-Isotope enthält, lediglich einige (5 bis 8) davon "sehen", und zwar bevorzugt diejenigen, die die höchsten Intensitäten aufweisen.

NOESY und HSQC Spektren (in Kombination mit optimalem Non-Uniform Sampling) sind standardmäßig im Elegant NMR Stick voreingestellt, was höchst sinnvoll ist für die
  • Erkennung von Wasserstoffsignalen aus verschiedenen Teilen eines Moleküls, was besonders wichtig bei der Niedrigfeld NMR Spektroskopie mit signifikanter Überlappung der Peaks ist
  • Charakterisierung verschiedener Teile eines Moleküls und verschiedener Substanzen in einer Mischung
  • Detektierung anorganischer Stoffe
  • Verbesserung der Darstellung der 1H-NMR-Spektroskopie als Projektion von NOESY
  • Beseitigung des Rauschens
  • Vereinfachung des Betriebs.

Anwendungen

Derzeit befinden wir uns in der Stresstest- und Vorproduktionsstufe, wir würden uns freuen, mehr über mögliche weitere Anwendungen von Ihrer Seite zu erfahren, in denen wir das Leistungsvermögen des Elegant NMR Sticks weiter aufzeigen können. Bitte posten Sie Vorschläge jedweder Art in unserem Forum. Nach Abschluss der Tests werden die Ergebnisse in diesem Abschnitt veröffentlicht.

Bitte beachten Sie, dass wir niemals Messungen an Explosivstoffen, noch an Stoffen, die dem Betäubungsmittelgesetz unterliegen, durchführen. Bitte beachten Sie außerdem, dass gegenwärtig Zeit und Ressourcen leider limitiert sind, so dass wir gegebenenfalls Messungen zeitlich verschieben oder gar ablehnen müssen, bei denen teure Materialien oder hochkomplizierte chemische Einrichtungen erforderlich wären.

Unser numerischer Ansatz ist in hohem Maße in die elektronische Hardware integriert, so dass unsere FIDs auf Ideen basieren, die in doi:10.1038/nmeth900 und doi:10.1021/ja902012x beschrieben sind.

Messung 1

Dieses Beispiel simuliert die Ausgabeeinheit von HPLC-Säulen in der Art und Weise, als würde der Elegant NMR Stick den HPLC-Detektor ersetzen.

Zwei Experimente der linearen Gradienten von Wasser/Isopropanol 10-90% und Wasser/Methanol 10-90% wurden durchgeführt, und jedes Gradientenexperiment wurde in einer Stunde durchgeführt. Die Durchflussmenge betrug 1 ml/min. Zur Hälfte der Zeit jedes Experiments wurde 1 ml einer Lösung von d-Glucose in Wasser in den Einlass des Strömungsverbinders des Elegant NMR Stick injiziert. Die eingespritzte Lösung hatte eine Konzentration von d-Glucose von 0,9 g/ml. Bei Interesse und auf Nachfrage können wir, um die Grenzen des Verfahrens genauer auszuloten, dieses Experiment mit niedrigeren Konzentrationen wiederholen.

Die Gesamtmesszeit betrug etwa zwei Stunden (eine Stunde pro Messung).

Demzufolge haben wir keine Messung der reinen Substanzen. Der Elegant NMR Stick lieferte folgenden Ergebnisse:

Plots von Spektren, die durch Spektrenentfaltung erhalten wurden

Plots der Konzentrationen für beide Experimente.

Messung 2

1,2-Dichlorbenzol 1H Spektra

1,2-Dichlorbenzol 13C Spektra

Zusätzliche Experimente

Wir sind kurz vor der Fertigstellung der Messungen an etwa 100 Lösungsmitteln und organischen Flüssigkeiten mit 30 bis 300 Da Molekülmasse, wir werden die Ergebnisse hier aktualisieren, bitte besuchen Sie diese Seite also bald.

Häufig gestellte Fragen/FAQ

F: Was ist NMR?
A:
Das detaillierte physikalische Phänomen der Kernmagnetischen Resonanz (NMR) ist ziemlich kompliziert. Die besser verständliche Modellvorstellung ist die, dass ein Atom auf eine ganz besondere Art und Weise mit elektromagnetischen Wellen wechselwirkt, wenn die Begegnung der Beiden (Atom und elektromagnetische Wellen) innerhalb eines starken Magnetfelds stattfindet. Die detektierbaren Unterschiede zwischen den einstrahlenden und den emittierenden elektromagnetischen Wellen geben Auskunft über die Natur des Atoms und seiner Umgebung. Eine sehr gute Beschreibung findet man auch z. B. in Wikipedia.

Im Allgemeinen hat jede chemische Substanz ihr eigenes und einzigartiges NMR-Spektrum, das von der Anwesenheit bestimmter Isotope, den sogenannten Ungleich-Null-Spin-Isotopen, abhängt. Viele der natürlichen chemischen Elemente bestehen zu einem großen Prozentanteil aus Ungleich-Null-Spin-Isotopen. Diese treten in den NMR-Spektren der betreffenden Elemente in Erscheinung. Außer von der Zahl der Isotope ist das NMR-Spektrum von Resonanzeffekten und deren Stärke abhängig. Beide Größen (Isotope und Resonanz) sind gut bekannt und in Referenztabellen zugänglich. (Siehe z. B. diese Tabelle).

F: Kann man mit dem Elegant NMR Stick NMR Spektren auch von Gasen aufnehmen?
A:
Messungen an Gasen mit Hilfe des Elegant NMR Stick sind gut machbar, normalerweise ist jedoch die Auflösung von Gas NMR Spektren nicht so hoch wie die von Flüssigkeiten. Gasförmige Dämpfe von organischen Stoffen können daher nur nachgewiesen werden, wenn sie höher konzentriert vorliegen - aber es gibt viele Ausnahmen. Zum Beispiel können wir Sauerstoff nicht "sehen", weil Sauerstoff hauptsächlich das Null-Spin-Isotop 16O enthält. Gase von organischen Substanzen können ab einer Konzentration von etwa 100 μmol/l, was etwa 0,2 Vol% entspricht, detektiert werden. Normalerweise ist eine Konzentration von etwa 10% erforderlich, um die Substanz identifizieren zu können. Diese naturwissenschaftlichen Fakten schränken die Möglichkeit von Gasmessungen mit Hilfe des Elegant NMR Stick stark ein.

F: Ist der Elegant NMR Stick auch geeignet, NMR-Spektren von festen Materialien zu liefern?
A:
Der Elegant NMR Stick ist nicht für Messungen an Festkörpern konzipiert. Wenn allerdings das feste Material in ein Quarzrohr mit einem Durchmesser von 2 mm passen würde, wäre es technisch möglich, ein NMR-Spektrum aufzunehmen. Allerdings wäre dies keine Standardanwendung und deshalb können zur Messgenauigkeit derzeit keine Angaben gemacht werden.

F: Sie haben gesagt, dass im Elegant NMR Stick ein Durchflusssensor eingebaut ist. Wie muss man sich das vorstellen?
A:
Der Elegant NMR Stick enthält mehrere Spulen und führt eine Art Magnetresonanztomographie mit 2D Durchfluss durch. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit zu hoch wird, tritt schnell eine Verschlechterung der Analysengenauigkeit sowohl hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung als auch für die Spektren ein, insbesondere wenn die zu untersuchende Flüssigkeit nicht homogen ist. Auf dem Video und auf dem Bild wird offensichtlich, dass die vom fließenden Material mit den drei simultan arbeitenden Durchflusssensoren aufgenommenen Spektren glatter sind als die anderen.

F: Die Magnete im Elegant NMR Stick sind klein und liefern wahrscheinlich ein nicht homogenes Magnetfeld. Wie beeinflusst dies die Genauigkeit der Messungen?
A:
Es ist schwierig, ein hoch homogenes Magnetfeld mit Magneten von 25 mm Durchmesser herzustellen. Jedoch haben wir mehrere Sende- und Empfangsspulen und einen numerischen Algorithmus, der die Korrelation berechnet und Ergebnisse so erzeugt, als ob sich die Probe in sehr homogenem Feld befände.

F: Warum wurde der Elegant NMR Stick nicht schon früher erfunden?
A:
Die mathematischen Grundlagen wurden im Wesentlichen bereits zu Beginn des Jahres 2000 entwickelt. Sie zielten jedoch auf große, enorm teure NMR-Spektrometer ab, die mehr als 1.000.000 Dollar kosten. Wir nahmen uns vor, uns zu gedulden bis jemand käme, der die Elektronik für uns baut, aber das ist nicht eingetreten, so dass wir beschlossen, die Geräte selbst zu produzieren.

F: Ist der Elegant NMR Stick für Lehrzwecke geeignet?
A:
Im Unterricht würde man wahrscheinlich mit eindimensionalen Projektionen von mehrdimensionalen Spektren arbeiten wollen, d.h. mit Schnitten von 1H-Spektren, weil diese sich auf unterschiedliche Teilstellen in Molekülen beziehen. Die Beschäftigung damit würde dazu beitragen, dass sich die Studenten für die Spektren und die NMR-Spektrometrie an sich beginnen zu interessieren, was sie dazu bringen könnte, NMR-Spektren nicht mehr nur als komplizierte, sinnlose Graphen zu betrachten. Letzteres gilt insbesondere für den Niedrig-Feld Bereich (was also auch unser Gerät betrifft), wo bestimmte Gruppen sehr stark überlappen und nicht so klar wie mit 600 bis 900 MHz Geräten getrennt werden können. Zwar sind von 600 bis 900 MHz Geräten aufgenommene mehrdimensionale Spektren schöner, aber diese Geräte sind wegen ihres hohen Gewichts für Unterrichtszwecke wohl ungeeignet.

Vorbestellung

Wir haben die Intention, den Preis für den Elegant NMR Stick inklusive freier Software auf so niedrigem Niveau zu gestalten und zu halten, dass sich jeder Wissenschaftler die Anschaffung wirtschaftlich leisten kann. Dafür bitten wir Sie um Ihre freundliche Unterstützung auf allen Wegen wie Beratung, Beta-Tests (nur bei Vorbestellungen ab 20 Spektrometern) und - ganz wichtig - Vorbestellungen, um die Entwicklung fertigstellen und den Elegant NMR Stick in großen Stückzahlen produzieren zu können.

In März 2017 haben wir bereits mehrere fertig gebaute und erfolgreich getestete Geräte im Arbeitseinsatz. Wir stehen also bereit und sind gespannt darauf, in unserem Labor chemische Tests durchführen und die Ergebnisse mit Ihnen teilen zu dürfen.

Bestellungen erst ab Beginn 2018.




Garantie

Unsere Garantie gilt während einer Zeitdauer von 24 Monaten gerechnet ab Liefertag. Die Garantie erlischt in den wie im Datenblatt beschriebenen Fällen und bei Beschädigungen, die auf mechanische oder chemische Einwirkungen oder auf Demontage zurückzuführen sind. Wir übernehmen keine Garantie für die Stärke des Magneten, da Magnete bei ungeeigneten Umgebungsbedingungen entmagnetisiert werden können, z. B. in der Nähe von Elektromagneten oder von großen Eisenteilen. Unsere numerische Methode befähigt das Gerät, mit verschieden starken Magnetfeldern arbeiten zu können, so dass, wenn das Magnetfeld von 1,1 T auf 0,5 T abfällt, der Elegant NMR Stick zwar weiterhin Daten sammelt, sich aber die Messzeit verlängert.

Unter normalen Bedingungen zerfällt das Magnetfeld nach unserer Erfahrung nur sehr langsam, d.h. mit einer Rate von etwa 5 bis 20% pro Jahr, so dass also nicht damit zu rechnen ist, dass in den ersten zwei Jahren des Gebrauchs Probleme mit der Stärke des Magnetfeldes auftreten werden.

Um die Lebensdauer des Elegant NMR Stick zu verlängern, bieten wir Ihnen eine kostenlose neue Magnetisierung der Magnete 5 Jahre nach Lieferung an. Der Kunde muss die Versandkosten zahlen, um den Elegant NMR Stick an uns zu schicken und ihn zurück geschickt zu bekommen, einschließlich eventueller Zollgebühren. Alternativ kann es für unsere Kunden interessant sein, sich unser Magnetisiergerät anzuschaffen, welches erschöpfte Magnete erneuert.

Über uns Elegant Mathematics Ltd.

Das Unternehmen Elegant Mathematics wurde 1992 in den USA (Staat Washington) gegründet. Es produzierte und applizierte Algorithmen zur Lösung von linearen Gleichungssystemen und Eigenwertproblemen für Vektor-, Pipeline- und Massenparallel-Superrechner, Rechner, die auf Verlangen der Industrie im vergangenen Jahrhundert Im Zusammenhang mit mathematischen, physikalischen, hydro- und aerodynamischen, chemischen und vielen anderen Aufgaben entwickelt wurden.

Spezialisten von Elegant Mathematics arbeiteten mit der damals modernsten Rechentechnik der Cray Research Corporation: mit dem Vektor-Pipeline-Rechensystem Cray C90 (32 Prozessoren) und Massenparallel-Superrechner Cray T3D-T3E (1024 Prozessoren), installiert bei der NASA, bei Cray Research und in der University of Pittsburgh; den massiv-parallelen Clustern IRIX, DEC ALPHA, RS6000, HP und Convex von Supercomputing Center of Hawaii, sowie mit einem breitem Spektrum verschiedenartiger Linux-Cluster in der ganzen Welt.

Anfang des 21. Jahrhunderts wurde die Firma nachhaltig umorganisiert und in gewisser Weise ein Generationenwechsel vollzogen. In der Folge konnten wir uns auf die Vorgaben des Marktes seitens der industrie einstellen und außerdem den europäischen Markt betreten.

Elegant Mathematics hat 2006 seine Unternehmenstätigkeit nach Deutschland verlegt, wo sich derzeit unser Hauptsitz befindet. Das Unternehmen beschäftigt hochqualifizierte Spezialisten: Mathematiker, Physiker, Chemiker und Programmierer. Sie besitzen internationale akademische Titel und veröffentlichen ihre Beiträge in solch renommierten Fachzeitschriften wie Nature, JACS, NLAA u.a..

Unsere Mitarbeiter setzen ihr hochprofessionelles Expertenwissen ein, was dazu beiträgt, weltweit einen Großteil an akuten Problemen in Industrie und Wissenschaft zu lösen. Durch die aufmerksame kontinuierliche Beobachtung von Neu- und Weiterentwicklungen relevanter Technologien und industrieller Entwicklungsrichtungen, kombiniert mit dem zielsicheren Einsatz gesammelten Expertenwissens in der Herstellung von Programmprodukten, stellen wir die denkbar beste Unterstützung für die Lösung anspruchsvollster Kundenaufgaben bereit.



Unsere Kontakte

Elegant Mathematics Ltd.
Hanauer Mühle 2
66564 Ottweiler-Fürth
Saarland
Deutschland
Tel: +49 6858 79 79 858
Email: info at elegant - math dot de


Elegant Mathematics LLC.
82834 WY USA
Tel: +1 (914) 495 - 1041
Email: info at elegant - mathematics dot com



Amtsgericht Saarbrücken HRB 16570
seit 23 Okt 2006
St.Nr. 030/146/00565
USt.Id.Nr. DE 257663693
EORI DE 1753525

Unsere Servicezentrale für die technische Information ist rund um die Uhr für Sie da! Sie können uns kontaktieren und über unsere Produkte und Dienstleistungen aufgeklärt werden.

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