Sensitive multichannel zero-to ultralow-field NMR with atomic magnetometer arrays
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Despite its versatility and high chemical specificity, conventional nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is limited in measurement throughput due to the need for high-homogeneity magnetic fields, necessitating sequential sample analysis, and expensive devices. Here, we propose a multichannel NMR device that addresses these limitations by leveraging the zero-to ultralow-field (ZULF) regime, where simultaneous detection of multiple samples is carried out via an array of compact optically pumped magnetometers (OPMs). A magnetic field is used only for prepolarization, permitting the use of large-bore, high-field, inhomogeneous magnets that can accommodate multiple samples concurrently. Through systematic improvements, we demonstrate sensitive, high-resolution ZULF NMR spectroscopy with sensitivity comparable to benchtop 13C NMR systems. The spectroscopy remains robust without the need for field shimming for periods on the order of weeks. We show the detection of ZULF NMR signals from organic molecules without isotopic enrichment, and demonstrate the parallelized detection of three distinct samples simultaneously as a proof-of-concept, with the ability to scale further to over 100 channels at a cost comparable to traditional liquid state NMR systems. This work sets the stage for using multichannel “NMR camera” devices for inline reaction monitoring, robotic chemistry, quality control, and high-throughput assays.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».