核磁共振新技术及其应用.ppt

核磁共振新技术及其应用 核磁共振概述 核磁共振新技术及应用 概 述 核磁共振的方法与技术作为分析物质的手段 ，由于其可深入物质内部而不破坏样品 ，并具有迅速、准确、分辨率高等优点而得以迅速发展和广泛应用 ，已经从物理学渗透到化学、生物、地质、医疗以及材料等学科 ，在科研和生产中发挥了巨大作用 。 核磁共振是1946年由美国斯坦福大学布洛赫(F.Bloch)和哈佛大学珀赛尔(E.M.Purcell)各自独立发现的，两人因此获得1952年诺贝尔物理学奖。60多年来，核磁共振已形成为一门有完整理论的新学科。 12位因对核磁共振的杰出贡献而获得诺贝尔奖科学家 1944年 I.Rabi 1952年 F.Block 1952年 E.M.Purcell 1955年 W.E.Lamb 1955年 P.Kusch 1964年 C.H.Townes 1966年 A.Kastler 1977年 J.H.Van Vleck 1981年 N.Bloembergen 1983年 H.Taube 1989年 N.F.Ramsey 1991年 R.R.Ernst 同一化合物在不同溶剂中的化学位移会有所差别，这种由于溶质分子受到不同溶剂影响而引起的化学位移变化称为溶剂效应。 溶剂效应主要是因溶剂的各向异性效应或溶剂与溶质之间形成氢键而产生的。 由于存在溶剂效应，在查阅或报道化合物的核磁共振数据时应该注意标明测试时所用的溶剂。如果使用的是混合溶剂，则还应说明两种溶剂的比例。 活泼氢的化学位移 ? 氢谱化学位移数值已有较完善总结 经验公式 计算机预测 核磁共振波谱仪原理 从最初的NMR谱仪，经历了三次大的革命，由不同类型的NMR波谱仪，可按不同的方式进行分类。 a.按激发和接收方式可分为：连续波发射，分时发射和脉冲发射谱仪； b.按磁体的性质分为：永磁、电磁和超导波谱仪； 连续波永磁谱仪结构简单，易于操作，但灵敏度太低， 70年代初发展了电磁体NMR谱仪使磁场强度一直加大，高时可达100兆，磁体重2.7吨，而且耗电量也很大。 c.随着超导技术、电子技术和计算机技术的发展，脉冲付里叶变换高分辩超导NMR仪在近二十年来发展很快。场强由88年的600兆，94年的750兆，98年的800兆至2000年10月900兆。 核磁共振仪器 从NMR实验技术看经历了四个过程 a、—维1H谱，连续波检测小分子结构 ； b、脉冲付里叶变换实验，检测1H，13C和一些多核谱图，如31P，15N等等（场强较高下完成）； c、二维、三维和多维谱的发展 随着超导磁体的引入，计算机及电子技术的进一步发展，使得二维和多维核磁共振技术在80年代末，90年代初发展很快，各种多脉冲实验层出不穷，NMR技术变得更完善，更多样化和更有针对性的研究分析样品。 d、梯度场的发展 脉冲梯度场技术是90年代初用于NMR谱仪分析研究的，一经应用于NMR分析，其优点很快的体现出来了，如利用梯度脉冲探头可以在3分钟之内测试一个H-H COSY。匀场是做好NMR谱图的关键，也是每个NMR操作者的基本功，以前为了匀场有时需要几十分钟或更长时间，现在只需40多秒。 实验技术的新进展 1、谱仪向高场发展 2、实验方法的必威体育精装版进展 3、探头的改进 1）魔角MAS Nano探头 2）超低温探头 利用高温超导薄膜材料而制成的超导低温探头，当样品温度由温控单元维持时，采用闭环或开环制冷系统使超导线圈冷到25K，消除了谱图的电噪声，提高了检测灵敏度。是常规探头的四倍。相对常规5mm探头而言，其潜在灵敏度可以提高8～10倍。国内已有此类探头使用，500兆信噪比可达到3200：1，可达到800兆水平。 4、LC-NMR联用技术及其应用 核磁共振新技术 核磁双共振 二维核磁共振 NMR成像技