Solution-Phase Biomolecular NMR at 24 T Fields Using New High Temperature Superco

使用新型高温 Superco 在 24 T 场进行溶液相生物分子 NMR

基本信息

  • 批准号:
    9058563
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 17万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-08-01 至 2018-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): NMR is central to both the academic and industrial biomedical communities. Further progress in NMR is challenged by ultimate limitations in the low-temperature superconductor (LTS) wires used in NMR/MRI magnets since the 1970s, that prevent them from operating beyond 24T in a persistent, non-driven mode. This proposal builds on a recent NHMFL-based development that has delivered the first coil operating in a stable superconducting state at fields e34 T, and proposes to use this breakthrough for building a fully- superconducting solution NMR system operating above 1 GHz. To achieve this, and to demonstrate the feasibility of exploiting these ideas to carry biomolecular solution-state NMR to this and at higher (H30T) magnetic fields, we aim to: (i) develop a high homogeneity coil of round multifilamentary Bi-2212 wire, a new kind of high-temperature superconductor (HTS) developed by Larbalestier et al in 2012 and that unlike previously proposed HTSs can carry a high current density beyond 30 T; (ii) operate this coil within an existing Oxford Instrument LTS outsert magnet running in persistent mode, to deliver a room-temperature magnetic field sweet spot in excess of 23.5 T over a 10 mm DSV with homogeneities and relevant field instabilities of H1- 2 ppm; (iii) exploit the expertise that over the last decade NHMFL has amassed in field stabilization and probe construction, to demonstrate the feasibility of using such a setup at room temperature with H30 ppb stabilities and homogeneities over 150 �L samples; (iv) place this system to the disposition of the NMR community at large as part of NHMFL's facility role, in order to exploit it for paramagnetic, membrane-protein, in cell and protein bioNMR research, as well as to get critical feedback on ways to further pursue this breakthrough.
描述(由申请人提供):NMR 是学术界和工业生物医学界的核心。自 20 世纪 70 年代以来,NMR/MRI 磁体中使用的低温超导 (LTS) 线的最终限制阻碍了 NMR 的进一步发展。该提案建立在最近基于 NHMFL 的开发之上,该开发已交付第一个在稳定超导状态下运行的线圈。在 e34 T 领域,并提议利用这一突破来构建运行在 1 GHz 以上的全超导溶液核磁共振系统,以实现这一目标,并证明利用这些想法在该频率和更高频率下进行生物分子溶液态核磁共振的可行性。 (H30T) 磁场,我们的目标是:(i) 开发一种高均匀性圆形多丝 Bi-2212 线圈,一种新型高温超导体(HTS) 由 Larbalestier 等人于 2012 年开发,与之前提出的 HTS 不同,HTS 可以承载超过 30 T 的高电流密度;(ii) 在以持续模式运行的现有牛津仪器 LTS 外插入磁体中操作该线圈,以提供房间- 10 mm DSV 上的温度磁场最佳点超过 23.5 T,均匀性和相关场不稳定性为 H1- 2 ppm;(iii) 利用过去的专业知识NHMFL 在现场稳定和探针构建方面积累了十年的经验,以证明在室温下使用这种装置的可行性,其 H30 ppb 稳定性和均匀性超过 150 µL 样品;(iv) 将此系统广泛应用于 NMR 界作为 NHMFL 设施角色的一部分,以便将其用于顺磁性、膜蛋白、细胞和蛋白质生物核磁共振研究,并获得有关进一步追求这一突破的方法的关键反馈。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Stable, predictable and training-free operation of superconducting Bi-2212 Rutherford cable racetrack coils at the wire current density of 1000 A/mm2.
超导 Bi-2212 Rutherford 电缆跑道线圈在 1000 A/mm2 的线电流密度下稳定、可预测且无需培训地运行。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019-07-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Shen, Tengming;Bosque, Ernesto;Davis, Daniel;Jiang, Jianyi;White, Marvis;Zhang, Kai;Higley, Hugh;Turqueti, Marcos;Huang, Yibing;Miao, Hanping;Trociewitz, Ulf;Hellstrom, Eric;Parrell, Jeffrey;Hunt, Andrew;Gourlay, Stephen;Prestemon, Soren;L
  • 通讯作者:
    L
Effects of filament size on critical current density in overpressure processed Bi-2212 round wire.
细丝尺寸对超压加工 Bi-2212 圆线临界电流密度的影响。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jiang, Jianyi;Francis, Ashleigh;Alicea, Ryan;Matras, Maxime;Kametani, Fumitake;Trociewitz, Ulf P;Hellstrom, Eric E;Larbalestier, David C
  • 通讯作者:
    Larbalestier, David C
Tensile properties and critical current strain limits of reinforced Bi-2212 conductors for high field magnets.
用于高磁场磁体的增强 Bi-2212 导体的拉伸性能和临界电流应变限制。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Brown, M;Bosque, E;McRae, D;Walsh, R P;Jiang, J;Hellstrom, E E;Kim, Y;Trociewitz, U;Otto, A;Larbalestier, D C
  • 通讯作者:
    Larbalestier, D C
Experimental Study on Potential Heat Treatment Issues of Large Bi-2212 Coils.
大型 Bi-2212 卷材潜在热处理问题的实验研究。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Chen, P;Trociewitz, U P;Lu, J;Bosque, E;Jiang, J;Hellstrom, E;Larbalestier, D C
  • 通讯作者:
    Larbalestier, D C
A Feasibility Study of High-Strength Bi-2223 Conductor for High-Field Solenoids.
高磁场螺线管用高强度 Bi-2223 导体的可行性研究。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Godeke, A;Abraimov, D V;Arroyo, E;Barret, N;Bird, M D;Francis, A;Jaroszynski, J;Kurteva, D V;Markiewicz, W D;Marks, E L;Marshall, W S;McRae, D M;Noyes, P D;Pereira, R C P;Viouchkov, Y L;Walsh, R P;White, J M
  • 通讯作者:
    White, J M
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