核磁共振基本原理 8.ppt

核磁共振原理及其在生物学中的应用 第八章 一维多脉冲实验 § 8.1 — § 8.4 自旋回波 J调制自旋回波 J耦合在自旋回波中的作用 谱编辑按CHn中n的奇偶性将碳分类 磁化 极化 极化转移 INEPT实验(insensitive nuclei enhanced by polarization transfer)   对质子加回波序列,演化中期,质子?脉冲的作用，确保第二个?/2脉冲前化学位移的影响已被消除(自旋回波) 在质子?脉冲的同时,加碳?脉冲,使碳核自旋符号反转,确保不同自旋态的质子不被会聚 最后一个?/2脉冲使质子能级粒子数反转,使碳13纵向磁化矢量变为横向磁化矢量以便检测  INEPT谱线峰型 INEPT类型实验的优点 重聚INEPT实验  反INEPT INEPT 1H 13C 极化转移 反INEPT 13C 1H 极化转移 DEPT实验 (Distortionless Enhancement by Polarization Transter) DEPT实验的优点 用极化转移实验区别不同类型的碳 选择性脉冲付里叶变换实验 使用选择性脉冲的主要问题 1.脉冲长度 激发50Hz宽度,脉宽至少20ms 长脉冲宽度,带来驰豫问题 2.激发的包络线(excitation profile) 理想的excitation profile与实际的excitation profile  选择性激发的实现 脉冲形状 高斯脉冲 半高斯脉冲 带选射频脉冲   选择性激发  激发的包络线仍然是高斯函数 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 利用成形脉冲可以使得激发频率与照射频率不同 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 半高斯脉冲可改善高斯脉冲的相位畸变 带选射频脉冲 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 * 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 CW-NMR PFT-NMR 节省时间 信号的可加工性 －－－多脉冲实验 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 化学位移会聚 J耦合引起的自旋裂分会聚 J耦合在多脉冲实验中起关键作用 回波序列是核磁脉冲序列常见的一种模块，可以消除化学位移的影响 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 异核体系 13C-1H J耦合 回波序列检测13C信号 180°质子脉冲,使质子自旋态翻转 90o脉冲后 时间?后 180o脉冲作用于I后 180o脉冲作用于S后 回波 回波信号大小 ? cos(2?J?) 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 磁化(向量): 单位体积中某种核的磁矩的总和 Iz=(P1-P2+P3-P4)/2 Sz=(P1+P2-P3-P4)/2 (自旋)极化: 核自旋在磁场中形成的不同能级上的布居数之差 I核的极化= P1-P2= P3-P4 ? ?I S核的极化= P1-P3= P2-P4 ? ?S 观察到的核磁信号正比于该核的极化 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 (自旋)极化: 核自旋在磁场中形成的不同能级上的布居数之差 I核的极化= P1-P2= P3-P4 ? ?I S核的极化= P1-P3= P2-P4 ? ?S 观察到的核磁信号正比于该核的极化 若对I核施加一个选择性180度脉冲,使能级1和2的布居数反转 S核的磁化不变,但是极化发生变化: 由于一种核的极化改变导致与之耦合的其他核的极化改变，这种现象称为极化转移 S核的极化= P1-P4? P2-P3 现在2-4能级跃迁的信号强度正比于P1-P4 ? ?S+ ?I 原来2-4能级跃迁的信号强度正比于P2-P4 ? ?S 现在1-3能级跃迁的信号强度正比于P2-P3 ? ?S - ?I 原来1-3能级跃迁的信号强度正比于P1-P3 ? ?S 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 脉冲序列中未注明的脉冲相位均为x方向 ?=1/4JCH 90o脉冲后 时间?后 180o脉冲作用于H后 180o脉冲作用于C后 回波 最后一个H的90脉冲使一条单线对应的布居数反转，从而将极化传递给C 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 ? ? ? ? ? ? ? ? 1H 质子能级粒子数翻转增强碳13信号 ?=1/4JCH ?H/ ?C=4/1 P1-P4 ? ?S+ ?I P2-P4 ? ?S (P1-P4)/ (P2-P4 )=5/1 P2-P3 ? ?S - ?I P1-P3 ? ?S (P2-P3)/ (P1-P3 )=－3/1 CH 二重峰 5 －3 实际应用中第二个脉冲相位在+y和－y之间交替 消除天然磁化的贡献 5 －3 ) 1