不均勻磁場下超快速高分辨核磁共振波譜新技術(shù).pdf

1、核磁共振(NMR)譜廣泛應(yīng)用于有機(jī)化合物與生物大分子的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。借助于化學(xué)位移和J偶合裂分等信息,NMR能給出精細(xì)的分子水平的信息。要獲得譜圖的精細(xì)結(jié)構(gòu)需要有高度均勻的靜磁場,其空間變化率一般應(yīng)低于10-9。然而,在許多情況下實(shí)驗(yàn)無法處于理想條件。為了獲得均勻的磁場,一些研究者提出使用定制的射頻線圈以匹配不均勻的靜磁場,或采用梯度場和射頻場共同作用以抵消由靜磁場不均勻產(chǎn)生的相位。這些方法都需要事了解靜磁場的空間分布。本文利用

2、空間編碼超快速2D NMR譜技術(shù)和分子間多量子相干信號(hào)特性,開發(fā)了不均勻磁場下超快速獲得高分辨1D和2D NMR譜新技術(shù),主要研究成果有：
　　 ⑴系統(tǒng)研究了恒時(shí)相位調(diào)制空間編碼演化期信號(hào)特點(diǎn),首次發(fā)現(xiàn)空間編碼演化期結(jié)束后相位受到z方向調(diào)制的自旋能產(chǎn)生遠(yuǎn)程偶極場,由遠(yuǎn)程偶極相互作用產(chǎn)生的分子間多量子相干信號(hào)在采樣期能被空間解碼梯度場解調(diào)。在此基礎(chǔ)上,提出了基于分子間零量子相干的空間編碼超快速高分辨1D譜方法,通過偶極場理論和積算

3、符公式相結(jié)合的方法推導(dǎo)出完整的信號(hào)表達(dá)式,深入研究了新方法在磁場不均勻性沿不同方向時(shí)獲得高分辨NMR譜的能力,并用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 ⑵根據(jù)分子間零量子相干信號(hào)特點(diǎn),提出了新的空間編碼模塊,從而通過二次掃描即可獲得不均勻場下高分辨2DJ分解譜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這一方法的有效性?？紤]到低濃度樣品的水峰壓制問題,本文提出了具有壓水峰功能的新序列,同時(shí)用低濃度樣品驗(yàn)證了該序列的實(shí)用性。與2009年發(fā)表在Science雜志上的不均勻場

4、下高分辨2D類J分解譜方法相比,由我們的方法得到的譜能提供更豐富的信息,并且更直觀易解；與本研究小組提出的通過3D新型采樣再投影獲得高分辨2D譜方法相比,采樣時(shí)間從幾個(gè)小時(shí)減少到幾秒。
　　 ⑶利用空間編碼超快速2D NMR方法獲得分子間多量子相干信號(hào)時(shí),靈敏度低是最大的問題之一。本文提出在空間編碼演化期僅激發(fā)溶劑峰自旋的方法來提高信噪比。該方法一方面降低了對間接維譜寬的要求,另一方面利用溶質(zhì)自旋沒有經(jīng)過空間編碼演化期從而不會(huì)因