核磁共振原理汇.doc

核磁共振仪的其发展与应用 1 简介: 目前使用的 HYPERLINK /view/124606.htm \t /view/_blank 核磁共振仪有连续波（CN）及脉冲傅里叶（PFT）变换两种形式。 1.1 连续波 HYPERLINK /view/124606.htm \t /view/_blank 核磁共振仪 连续波 HYPERLINK /view/124606.htm \t /view/_blank 核磁共振仪主要由磁铁、射频发射器、 HYPERLINK /view/1268829.htm \t /view/_blank 检测器和放大器、记录仪等组成（如图一）。磁铁用来产生磁场，主要有三种： HYPERLINK /view/552599.htm \t /view/_blank 永久磁铁， HYPERLINK /view/132218.htm \t /view/_blank 磁场强度14000G，频率60MHz；电磁铁，磁场强度23500G，频率100MHz；超导磁铁，频率可达200MHz以上，最高可达500～600MHz。频率大的仪器，分辨率好、灵敏度高、图谱简单易于分析。磁铁上备有扫描线圈，用它来保证磁铁产生的磁场均匀，并能在一个较窄的范围内连续精确变化。射频发射器用来产生固定频率的电磁辐射波。检测器和放大器用来检测和放大共振信号。记录仪将共振信号绘制成共振图谱。 核磁共振波谱仪的分辨率多用频率表示其定义是在仪器磁场下激发氢原子所需的电磁波频率。如一台磁场强度为9.4T的超导核磁中，氢原子的激发频率为400MHz，则该仪器为“400兆”的仪器。频率高的仪器，分辨率好，灵敏度高，图谱简单易于分析。磁铁上 备有扫描线圈，用它来保证磁铁产生的磁场均匀，并能在一个较窄的范围内连续精确变化。射频 发射器用来产生固定频率的电磁辐射波检测器和放大器用来检测和放大共振信号。记录仪将 共振信号绘制成共振图谱。 图一、核磁共振仪组成 1.2 脉冲傅里叶（PFT）变换 20世纪70年代中期出现了脉冲傅里叶核磁共振仪，它的出现使13C核磁共振的研究得以迅速开展。脉冲变换傅里叶核磁共振波谱仪（pulse Fourier transform-NMR）与连续波仪器不同，它增设了脉冲程序控制器和数据采集处理系统，利用一个强而短（1~50μs）的脉冲将所有待测核同时激发，在脉冲终止时及时打开接收系统，采集自由感应衰减信号（FID），待被激发的核通过弛豫过程返回平衡态时再进行下一个脉冲的激发。得到的FID信号是时域函数，是若干频率的信号的叠加,在计算机中经过傅里叶变换转变为频域函数才能被人们识别。PFT-NMR在测试时常进行多次采样，而后将所得的总FID信号进行傅里叶变换，以提高灵敏度和信噪比（进行n次累加，信噪比提高n^0.5倍）。PFT-NMR灵敏度很高，可以用于低丰度核，测试时间短（扫一次一到几秒），还可以测定核的弛豫时间，使得利用核磁共振测定反应动态成为现实 2、基本原理 2、1核磁共振现象  HYPERLINK /view/9319.htm \t /view/_blank 核磁共振主要是由 HYPERLINK /view/21855.htm \t /view/_blank 原子核的自旋运动引起的。不同的 HYPERLINK /view/21897.htm \t /view/_blank 原子核，自旋运动的情况不同，它们可以用核的 HYPERLINK /view/602.htm \t /view/_blank 自旋量子数I来表示。自旋量子数与原子的 HYPERLINK /view/14055.htm \t /view/_blank 质量数和 HYPERLINK /view/85808.htm \t /view/_blank 原子序数之间存在一定的关系，大致分为三种情况。 HYPERLINK /view/21897.htm \t /subview/9319/_blank 原子核是带 HYPERLINK /view/532075.htm \t /subview/9319/_blank 正电荷的粒子，不能自旋的核没有 HYPERLINK /view/132270.htm \t /subview/9319/_blank 磁矩，能自旋的核有循环的电流，会产生磁场，形成磁矩（μ）。 μ=γP 式中，P是角动量矩，γ是磁旋比，它是自旋核的磁矩和角动量矩之间的比值，因此是各种核的特征 HYPERLINK /view/122755.htm \t /subview/9319/_blank 常数。当自旋核