核磁共振谱仪发展简史
ZKBC-NMR-基本介绍
中科百测-核磁共振NMR一、核磁共振的发展历史1930年代，物理学家伊西多·拉比(Isidor Isaac Rabi)发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。
这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。
由于这项研究，拉比于1944年获得了诺贝尔物理学奖。
1946年两位美国科学家布洛赫(F.Bloch)和珀塞尔(E.M.Purcell)发现，将具有奇数个核子（包括质子和中子）的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们最初对核磁共振现象的认识。
在精确测定物质的核磁属性方面取得了突破和进展，为此他们两人获得了1952年度诺贝尔物理学奖。
之后人们发现电磁波作用于原子核系统时，当电磁波频率所决定的量子的能量正好等于原子核相邻能量级之间的能量差时（ΔE=hv），原子核就会吸收电磁波，引起核能态在两个相邻能级之间的跃迁，这就是核磁共振现象。
1948年NMR信号的发现，1948年核磁弛遇理论的建立，1950年化学位移和耦合的发现以及1965年傅里叶变换谱学的诞生，促进了NMR的迅猛发展，形成了液体高分辨、固体高分辨和NMR成像三雄鼎力的新局面。
二维NMR的发展，使液体NMR的应用迅速扩展到了生物领域；交叉极化技术的发展，使50年代就发明出来的固体魔角旋转技术在材料科学中发挥巨大的作用；NMR成像技术的发展，使NMR进入了与人民生命息息相关的医学领域。
二、核磁共振的原理给处于外磁场的质子，辐射一定频率的电磁波，当辐射所提供的能量恰好等于质子两种取向的能量差（ΔE）时，质子就吸收电磁辐射的能量，从低能级跃迁至高能级，这种现象称为核磁共振。
ΔE=γ*Ho*h/2π，其中γ是旋磁比，h是普朗克常数，Ho是磁场强度。
原子核带正电并有自旋运动，其自旋运动必将产生磁矩，称为核磁矩。
研究表明，核磁矩μ与原子核的自旋角动量P成正比，即μγ=P=（h/2π）[Ⅰ(Ⅰ+1)]1/2，γ为比例系数，称为原子核的旋磁比, Ⅰ为自旋量子数，因此只有在Ⅰ≠0时，原子核才能发生共振吸收，产生共振信号。
不能遗忘的磁共振发展史
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小编微信：yxyxfwzx------推广------一、磁共振的早期发展史1973年，当世界第一台CT扫描仪仅仅发布一年后，核磁共振的先驱之一，科学家罗伯·洛赫尔和他的同事们在荷兰的中心实验室开始了最初的核磁共振研究，并得到了著名的核磁共振图像：“诺丁汉的橙子”。
随着研究队伍的壮大，该实验室在1978年组建了团队开展“质子项目”的研究，并拥有了当时世界上最强大的一台长达1米的0.15T 磁体。
1980年12月3号，他们得到了第一幅人类头部核磁共振图像。
后来，在优化了序列设计后，他们又获得了体部图像，放射科医生也第一次看到了可分辨的器官。
不久，实验室又成功获取到世界上第一张二维傅里叶变换后的图像。
1983年末，美苏核危机愈演愈烈。
在这历史背景下，美国放射学会推荐将核磁共振（NMR）改为磁共振(MR)以缓解公众特别是患者对于对于核医学的担心，磁共振成像的术语也沿用至今。
当时，超导磁体逐渐开始流行。
超导拥有更高的场强，更均匀的磁场，可以大幅度提高图像质量。
响应时代的潮流，飞利浦于1983年生产出了第一台超导磁共振Gyroscan S5。
当时的超导磁体具有两个明显的缺点：液氦的价格较高，每升价格高达$50；磁体的长度较长（约8.5米），常规的检查室空间往往不够。
具有多元化技术优势的飞利浦率先解决了这些问题。
该公司生产的低温发生器可以冷却和液化气体，不仅减少了1/3的液氦消耗，同时还将充当隔热层的液氮淘汰出了历史舞台。
同时飞利浦电子部门提出了“穹窿”的设计机构，用来限制外部磁场的干扰,并将所需检查室的大小减小成原来的1/2至1/3。
荷兰的莱顿大学利用这种设计在磁体周围加入多个电缆，诞生了第一个具有主动屏蔽的磁体。
第五章 核磁共振谱
于外磁场，发射与磁场强
度相适应的电磁辐射信号。 60 、 80 、 100 、 300 、 400 、
500或600MHz
3 ．射频信号接受器和检测 器）：当质子的进动频率 与辐射频率相匹配时 ，发 生能级跃迁，吸收能量， 在感应线圈中产生毫伏级 信号。
4．探头：有外径5mm的玻璃样品管座, 发射线圈，接收线圈， 预放大器和变温元件等。样品管座处于线圈的中心，测量过
-CH3 ， =1.6~2.0，高场； -CH2I， =3.0 ~ 3.5,
-O-H，
-C-H，
大
低场
小
高场
几种氢核化学位移与元素电负性的关系
化学式 CH3F CH3Cl CH3Br CH3I CH4 (CH3)4Si
电负性
化学位移
4.0
4.26
3.1
3.05
2.8
2.68
2.5
2.16
图右端）其他各种吸收峰的化学位移可用化学参数δ来
表示， δ定义为：
试样 - TMS 10 6 0
δ单位为ppm（百万分之一），无量纲单位， δ与磁场强度无关， 各种不同仪器上测定的数值是一样的。
1H-NMR谱图可以给我们提供的主要信息：
1. 化学位移值——确认氢原子所处的化学环境，即属于何
讨论:
(1) I=1 或 I >0的原子核 I=1 ：2H，14N I=3/2：
11B，35Cl，79Br，81Br
I=5/2：17O，127I 这类原子核的核电荷分布可看作一个椭 圆体，电荷分布不均匀，共振吸收复杂， 研究应用较少；
（重要） (2)Ｉ＝1/2的原子核
1H，13C，19F，31P
原子核可看作核电荷均匀分布的球体，并象陀螺一样自旋，
核磁共振基本知识
7. 自旋偶合与偶合常数
自旋裂分规律:(n+1)规律 当一个氢核有n个邻近的全同氢核存在时，其
NMR吸收峰分裂为(n+1)个，相邻峰间距离为J
（Hz），各峰相对强度比为二项式(a + b)n展开
式的各项系数之比
信号裂分的数目和相对强度
氢核间的耦合类型
H H H (a) (b) H
H (c)
峰的分裂数与直接相连的氢有关一般也遵守n+1规律
③ INEPT谱
碳的类型 C-I C-Br
Cl
OCH2 CH3
5、H核磁共振谱图的信息
信号的数目: 分子中有多少种不同类型的质子 信号的位置: 每种质子的电子环境，化学位移
信号的强度: 每种质子的比数或个数
裂 分 情 况: 邻近有多少个不同的质子
化学位移的定义和表示
信号的位置
δ＝
ν样品－ ν标准 （Hz）
ν标准 （M Hz ） ×106
难以用电负性来解释，如
H H3C CH2 H δ 0.96 H2C H 5.84 2.8 7.26 HC H H R H 7.8-10.5 O
苯环(及其它大Π键体系)形成环流
芳烃的各向异性图示
(a) 苯环的 H 处于诱导磁场的去屏蔽区域，因此在低场 δ 7.3 ； (b)[18]-轮烯的环外H去屏蔽，在低场δ.8.9，环内H屏蔽，在高 场，δ -1.8
4.屏蔽效应－化学位移
氢原子核的外面有电子，它们对磁场的磁力
线有排斥作用。对原子核来讲，周围的电子起了
屏蔽（ Shielding ）效应。核周围的电子云密度越 大，屏蔽效应就越大，要相应增加磁场强度才能 使之发生共振。核周围的电子云密度是受所连基 团的影响，故不同化学环境的核，它们所受的屏
核磁共振基本知识
4. 实验基本技术
样品制备 纯度好 95％以上 样品量 2－3mg（氢谱）一般给5mg
（ 碳谱） 8－10mg 选择好溶剂
4. 实验基本技术
溶剂：溶解度；惰性；易挥发；不干扰
理想溶剂必须具备以下条件： （1）不含质子 （2）沸点低 （3）与样品不发缔合 （4）溶解度好 （5）价格便宜
4. 实验基本技术
＋1/2 (α)
图 核在外磁场中的进动
-1/2 (β )
两种取向的能量差E可表示为:
E H0 (H0 ) 2H 0
2r
(
h
2
)
(
1 2
)
H
0
r( h
2
) H0
若外界提供一个电磁波，波的频率适当，能 量恰好等于核的两个能量之差，h=E， 那么此 原子核就可以从低能级跃迁到高能级，产生核磁 共振吸收。
4.屏蔽效应－化学位移
④ 常用的标准物质：四甲基硅烷 （TMS）
CH3
TMS作为标准物，有以下优点：
CH3
Si CH3
CH3
沸点低27。C，回收样品较易 易溶于 有机溶剂 信号为单峰，且这个信号的磁场比一般有机化合物的信号 磁场高，故信号不会重叠 比较稳定，与样品分子之间不会发生缔合
自旋裂分规律:(n+1)规律 当一个氢核有n个邻近的全同氢核存在时，其
NMR吸收峰分裂为(n+1)个，相邻峰间距离为J （Hz），各峰相对强度比为二项式(a + b)n展开 式的各项系数之比
信号裂分的数目和相对强度
氢核间的耦合类型
HH (a) H H
(d)
H H
(b) H
核磁共振成像技术的发展历程
核磁共振成像技术的发展历程核磁共振成像技术（NMR）是一项基于核磁共振原理的医学成像技术。
该技术可以通过对人体各种组织内部的磁场分布进行扫描和分析，获得高分辨率的影像图像，从而实现对人体内部的结构和功能的非侵入性检测。
本文将对该技术的发展历程进行探讨。
一、早期磁共振成像技术1960年代初期，科学家们发现一些核素原子可以通过磁场的作用而实现自发核磁共振。
这个发现最初是由美国化学家福克斯和布洛赫发现的。
在那个时期，他们的发现仅仅是一种新的科学现象，而完全不知道它有什么用处。
不过不久，一些研究科学家们又在这个基础上做了一些尝试，发现这种方式可以成为检测出物体内部的方法。
20世纪70年代初期，美国和英国的恒温核磁共振成像设备开始研制，并在这些设备上进行了实验。
这类设备依赖于用于人体组织成像的水磁共振原理。
然而，由于设备成本高昂，耗时长、难度极大等技术难点的限制，这种方法并未实现临床应用。
二、核磁共振成像技术的改进进入20世纪80年代，新的成像设备的产生，使得核磁共振技术得以更加迅速地得到发展。
这个时期，核磁共振成像技术（NMR）已经正式向外界展示出了自己的强大。
直到20世纪80年代，磁共振成像技术逐渐得到改进，进一步改进了人体组织成像的技术。
此时便可以生成大量的影像，将来满足目前临床中的需求，成为了现代医学诊断应用的重要技术之一。
三、核磁共振成像技术在临床中的应用目前，核磁共振成像技术已成为各大医院的常规检查项目，可以检测出人体各个部位的器官结构、血管状况和病变状态等。
其中最常见的是 MRI，后来人们称之为磁共振成像，其主要使用的是磁共振技术对人体组织内部做成影像来进行诊断。
四、評價與展望总之，核磁共振成像技术的发展历程几经波折，经过多年的改良，聚焦于临床医学诊断应用领域，为诊断了各种各样的疾病做出了重要的贡献。
虽然该技术在成像图像分辨率等方面已经趋于极致，但在成像的速度和数据分析等方面还有很大发展空间，这也将是未来核磁共振成像技术发展的方向和重点之一。
0103.核磁共振谱仪发展简史
80万美元
200万美元
500万美元
高场NMR谱仪 灵敏度 ·分辨率 ·价格
1H
freq.
0.1% EB Resolution S/N CH2 (Hz) 1200:1 1512:1 1.00 1.17
Price ($) 800k 1,400k
Year (to appear) 1987 1992
600MHz
随着核磁共振波谱学的发展，不同的应用需 要完全不同的仪器。
核磁共振仪器
核磁共振波谱仪 核磁共振成像仪 核磁共振磁场计 核磁共振测场仪 核磁共振分析仪 核磁共振表面探测仪 核磁共振探水仪 核磁共振测井仪
核磁共振仪器组成
任何NMR仪器的作用都是激发和检测核 自旋的响应，它必须包括下列基本部件： 1. 一个极化自旋的(静)磁场； 2. 一个产生激励的射频系统； 3. 一个或多个耦合到自旋的激励和接收 NMR响应的线圈； 4. 一个增强和检测自旋响应的检测系统； 5. 一个用来显示自旋响应的输出设备。
NATIONAL HIGH MAGNETIC FIELD LABORATORY U. S. A.
/
NATIONAL HIGH MAGNETIC FIELD LABORATORY
Solution Spectrometers: NMR Field Bore Shims Console #ch
25 Tesla Standard Bore 25.0 T Resistive
900 MHz Wide Bore 1 750 MHz Wide Bore 720 MHz Standard Bore 600 MHz Standard Bore 600 MHz Standard Bore 21.2 T 17.6 T 16.9 T 14.1 T 14.1 T
磁共振的发展史
磁共振的发展史
第1次，美国科学家Rabi发明了研究气态原子核磁性的共振方法，获l944年诺贝尔物理学奖。
第2次，美国科学家Bloch（用感应法）和Purcell（用吸收法）各自独立地发现宏观核磁共振现象，因此而获1952年诺贝尔物理学奖。
第3次，瑞士科学家Ernst因对NMR波谱方法、傅里叶变换、二维谱技术的杰出贡献，而获1991年诺贝尔化学奖。
第4次，瑞士核磁共振波谱学家Kurt Wüthrich，由于用多维NMR技术在测定溶液中蛋白质结构的三维构象方面的开创性研究，而获2002年诺贝尔化学奖。
同获此奖的还有一名美国科学家和一名日本科学家。
第5次，美国科学家Paul Lauterbur于1973年发明在静磁场中使用梯度场，能够获得磁共振信号的位置，从而可以得到物体的二维图像；英国科学家Peter Mansfield进一步发展了使用梯度场的方法，指出磁共振信号可以用数学方法精确描述，从而使磁共振成像技术成为可能，他发展的快速成像方法为医学磁共振成像临床诊断打下了基础。
他俩因在磁共振成像技术方面的突破性成就，获2003年诺贝尔医学奖。
核磁共振(NMR)发展历程、应用及物理基础概述
核磁共振（NMR）发展历程、应用及物理基础概述核磁共振（NMR）测井是测井技术的重大进展，在复杂储层评价中表现出较大的优势。
文章简单介绍核磁共振（NMR）发展历程、应用以及其物理基础，将原子核的磁性及其与外加磁场的相互作用通过Larmor方程阐述，并诠释横向弛豫时间与纵向驰骋等相关概念。
标签：核磁共振；发展历程；应用核磁共振（NMR）作为一种物理现象是在1946年由哈佛大学的伯塞尔（E.M.Purcell ）和斯坦福大学的布洛赫（F.Bloch）教授分别用吸收法和感应法同时独立发现的。
后来人们发现电磁波作用于原子核系统时，当电磁波频率所决定的量子的能量正好等于原子核相邻能量级之间的能量差时（？驻E=hv），原子核就会吸收电磁波，引起核能态在两个相邻能级之间的跃迁，这就是核磁共振现象。
从此形成了一门新的边缘学科，核磁共振波谱学。
上世纪50 年代，Varian公司证实了地磁场中的核自由进动，并于1952年发明了测量地磁场强度的NMR磁力计。
50年代中期，Varian 提出采用同样的技术进行油井测量，并且进行了试验，但结果相当不明确。
1956年，Brown和Fatt研究发现弛豫时间与孔隙大小有关，比较小的孔隙具有比较短的弛豫间。
时受限扩散对弛豫时间的影响这一基本现象后来成为测井工业的测井解释和应用的基础。
1960年Chevron公司的Brown 和Gamson研制出了利用地磁场的核磁测井仪器样机，并在油田进行了初步尝试。
1988年，一种综合了“In side-out”概念和MRI技术，以人工梯度磁场和自旋回波方法为基础的全新的核磁共振成象测井问世，使核磁测井达到了实用化的要求。
1990 年正式投入商业服务，很快在全球范围内得到成功应用。
1994年，NUMAR 推出了C型双频MRIL，并与Atlas 的Eclips-5700系统组合成功；1995年，提出了DHT油气识别技术；1996年又推出了C/TP 型MRIL。
不能遗忘的磁共振发展史
引言概述：磁共振成像（MagneticResonanceImaging，MRI）作为一种非侵入性的医学成像技术，已经成为现代医学领域中不可或缺的重要工具。
本文将详细回顾和阐述磁共振发展的历史，旨在呈现这一技术的重要里程碑和关键进展，以便更好地了解其在医学诊断和科学研究中的巨大潜力。
正文内容：一、早期磁共振的发现和发展1.核磁共振的初步理论探索2.扫描探头的发展与应用实践3.1969年第一个核磁共振成像实验的成功二、磁共振在医学影像学中的应用1.磁共振对颅脑的影像学研究2.磁共振在胸部和腹部疾病诊断中的应用3.磁共振在心血管疾病诊断中的重要性4.磁共振对骨骼系统及肌肉骨骼疾病的诊断应用5.磁共振在妇科和泌尿系统疾病诊断中的应用三、磁共振技术的进一步发展与突破1.高场强磁共振技术的引入与发展2.磁共振功能成像的突破与临床应用3.磁共振分子显像的前沿进展4.超分辨率磁共振成像的研究与应用5.磁共振引导下的介入手术技术的发展四、磁共振的临床诊断与治疗应用1.磁共振对肿瘤的早期筛查与诊断2.磁共振在神经科学和神经疾病研究中的重要性3.磁共振在循环系统疾病的诊断与治疗应用4.磁共振引导下的放射治疗技术的发展5.磁共振对运动学分析和康复治疗的应用五、未来磁共振技术的发展趋势与挑战1.超高场强磁共振技术的前景与挑战2.驱动下的磁共振自动化与智能化3.磁共振与其他技术的融合与互补4.磁共振的成像速度与空间分辨率的进一步提高5.磁共振在个性化医疗和精准诊疗中的应用总结：磁共振成像技术的发展史涉及了众多科学家和研究人员的努力与贡献。
它在临床医学和科学研究领域有着广泛的应用，为人们提供了一种安全、非侵入性的诊断手段。
未来，随着技术的不断进步和创新，磁共振成像将进一步提高其成像质量和检测性能，在个性化医疗和精确诊疗方面发挥越来越重要的作用。
国产核磁共振 发展历史
国产核磁共振发展历史
国产核磁共振（NMR）仪器的发展历史可以追溯到20世纪80年代。
当时，中国科学院物理研究所成立了核磁共振实验室，并开始研制国产的核磁共振仪器。
1981年，中国科学院物理研究所研制成功了国内第一台核磁共振仪（型号为NMS－10），并取得了成功的实验结果。
1983年，中国科学院物理研究所进一步研制成功了NMS－50型核磁共振仪器，这是中国自主研制的第一台核磁共振仪。
随着技术的不断进步，中国的核磁共振仪器逐渐发展起来。
1991年，中国科学院物理研究所成功研制出了NMR-BC
DJ1000型核磁共振仪，这是中国首次实现核磁共振仪器的自动化。
之后，中国不断推出新的核磁共振仪器型号，如NMR-BC DJ2000、NMR-BC DJ3000、NMR-BC DJ4000等。
2008年，中国成立了第一个国家级核磁共振中心，核磁共振仪器的研制和生产得到了大力支持。
目前，中国已经具备了一定的核磁共振仪器生产能力，并且在核磁共振技术方面取得了一些重要的研究成果。
总的来说，中国自20世纪80年代以来，在核磁共振仪器的研制和生产方面取得了一定的成就。
随着科技的不断发展，相信中国的核磁共振仪器将会进一步提升和完善。
现代仪器分析技术 --核磁共振波谱
1H, 13C, 19F, 29Si, 15N, 31P 119Sn…共121种磁性核
,
14N, 17O, 35Cl,
溶液核磁共振
固体高分辨 固体宽线
NMR
样品状态
固体核磁共振 气态核磁共振 活（离）体核磁共振（in vivo) 凝胶态核磁共振
维数
1D, 2D, 3D, 4D 高温、高压、超低温、变场
vs − v R δ= ×106 • 用ppm表示: vR 化学位移与静磁场强度B0无关
二、核磁共振原理简介
以HZ数标注的氢谱—乙基苯
化学位移
H H H H H CH2 CH3
二、核磁共振原理简介
以ppm标注的氢谱—乙基苯
化学位移
H H H H H CH2 CH3
积 分 值 也 很 重 要
二、核磁共振原理简介
F G
O
O
C
H2C
D
I
C
J
C
L
OH
H
CH2CH2
K
E F
G D
K H
五、简单谱图解析-固体谱 为什么测量固体核磁共振谱？
•许多物质没有溶剂。
•固体核磁共振谱可以提供物质在固体状态的 聚集态结构、相结构、分子运动、相互作用等 信息。
五、简单谱图解析-固体谱
二、核磁共振原理简介
自旋量子数I=0的原子核没有自旋运动。
中子和质子数均为偶数，I=0 中子和质子数一奇一偶，I=半整数 中子和质子数均为基数，I=整数
其中自旋量子数I=1/2的原子核最宜于NMR 检测 ， 电荷均匀分布在原子核表面，核磁共振谱线最窄。
（1H,13C,15N,19F,31P…) 。
原料中醇羟基和脂肪结构减少而芳香结构增加， 由于原料的高度腐殖化并形成了缩合度较高的腐植酸复合物。
核磁共振光谱学技术的发展与应用
核磁共振光谱学技术的发展与应用近几十年来，核磁共振( NMR) 光谱学技术已经成为了现代科学研究、医学领域、食品制造以及环境管理等多个领域中不可或缺的分析工具之一。
而且随着科技的不断进步， NMR 光谱学技术在高通量实验、异源核磁共振等领域中的应用也日益广泛。
这不仅推动了 NMR 技术本身的不断发展，同时也促进了许多相关领域的发展。
本文就来谈谈这一技术的发展历程以及在不同领域上的应用。
历史上， NMR 技术的起源可以追溯到20世纪初。
当时，英国的鲁瑟福(Rutherford)和新西兰的施特罗(Stroh)首先提出了核磁共振现象的概念和实验方法。
随后，美国的布鲁肯(Ruben)等科学家进一步发展了核磁共振技术，并使用其在化学分析、药理学、生物物理学等多个领域中取得了广泛应用。
到了20世纪60年代， 2维、 3维 NMR 成像技术的问世和发展，进一步推动了 NMR 的应用，从而让其成为了几乎所有化学、生物、物理学以及医学研究领域不可或缺的分析手段。
NMR 技术通过测量分子或原子核的不同运动状态下的能量差，可以为分子和原子核提供很多信息，这些信息被称为“化学位移”，“耦合常数”等等。
在这些信息的基础上，科学家可以推测出分子的空间结构，研究分子间的相互作用以及实现化合物的定量分析等。
此外， NMR 技术还可以为物质特性分析、制药工业的研发和品质管理、食品领域的品质控制以及环境管理提供重要的帮助，使其广泛用于多种领域的科学研究与实践应用当中。
例如，在生物医学领域中， NMR 技术可以用来探测基因等蛋白质，从而为药物研发和医学试验提供有益信息，同时也可以用来诊断肿瘤、癌症等疾病。
此外，由于 NMR 技术可以无创性地探测身体内部物质，并且不会产生放射线的危害，因此它也被广泛应用于医学领域中的临床诊断。
在食品和制药领域中， NMR 技术的应用也非常广泛。
例如:“高效液相核磁共振法”可用于测定食品中的脂质、糖类和蛋白质等成分，“Tomography技术”(TOMO) 可以用来分析食品和药物的结构和非均相物质的扩散行为，从而可以开发出更高性能的食品和药物生产工艺和配方。
核磁共振谱仪发展简史
900MHz 核磁共振波谱仪
2004年12月14日 Oxford宣布2005年5月 在牛津大学安装世界第
一台22.31 T 950 MHz
核磁共振谱仪
2005年9月发货 场漂移 < 5 Hz/h
1000MHz 核磁共振波谱仪？ 需外加电流；消耗大量液氦
商品谱仪发展历程中的主要特征
七十年代:
提高灵敏度的其他途径
➢ Cryo-Probe (低温探头） ➢ Nano Probe (微量探头） ➢ 新实验技术
连续波谱仪中，通过改变磁场强度或改变 发射机频率来实现不同化学环境下的被观察核 的共振条件。
脉冲谱仪中，发射机发射一个(串)窄的射 频脉冲，同时激发射频中心附近一个小的频率 范围内的具有不同化学位移值的被观察核的共 振。
核磁共振谱仪
600 MHz
磁体
前置放大器
RF 产生 RF 放大 信号检测 数据采集控制 数据信息交流 运行控制 磁体控制
探头
机柜
数据储存; 数据处理; 总体控制.
计算机
主要类型：
磁体
• 永磁体 (低场波谱仪; 分析仪; 低场成像仪)
• 电磁体 (低场波谱仪; 介入式成像仪)
• 超导磁体 (高场波谱仪; 成像仪)
• 地球 (地下水探测仪;地磁场人体成像仪)
仪器简介
氦出口
氮出口
探头
匀场线圈
液氮層 真空層
真空層 液氦層
···
80万美元
200万美元
500万美元
高场NMR谱仪 灵敏度 ·分辨率 ·价格
1H freq.
600MHz
(14.09T)
700MHz
(16.44T)
800MHz
仪器分析核磁共振波谱分析课件
2024/4/7
仪器分析核磁共振波谱分析课件
图12.9
·共轭效应：影响电子云密度，如，甲氧基苯环上的H，邻位的化学位移为 6.84，对位的化学位移为6.99，间位的化学位移为7.81。杂化影响：若无其它 效应的影响，杂化轨道随S成分增加而电子云密度降低，屏蔽作用减小，化
学位移增大
2024/4/7
仪器分析核磁共振波谱分析课件
2024/4/7
仪器分析核磁共振波谱分析课件
因此，处于高能级的核必须回到低能态，才能维持处
于低能态的核的微弱的数量优势，使得核磁共振信号得以 检测。这一过程以非辐射的形式实现，称为驰豫过程，可 分为： 1、自旋--晶格驰豫，又称纵向驰豫:
自旋核与周围分子交换能量的过程，如固体的晶格， 液体则为周围的同类分子或溶剂分子。用弛豫时间T1 示。 2、自旋--自旋驰豫，又称横向驰豫:
2024/4/7
（a）在CDCl3中 (b)~(d)中为逐步加入苯 4 二甲基甲酰胺的溶剂效应
仪器分析核磁共振波谱分析课件
2024/4/7
图12.15 苯环对二甲基甲酰胺甲基的屏蔽
仪器分析核磁共振波谱分析课件
交换反应： 1.位置交换: 活泼氢，如-OH, -SH,-COOH, -NH2 2.构象交换: 环己烷平伏键与直立键
2024/4/7
图12.13 单键的各向异性
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（二） 氢键的影响：分子形成氢键后，使质子周围电子云密度降低，产生去屏
蔽作用而使化学位移向低场移动，如醇类、胺类和酸类等。
1． 分子间氢键：受溶液浓度、温度和溶剂的影响较显著； 2． 分子内氢键：几乎不受溶液浓度、温度和溶剂的影响。 溶剂效应：如二甲基甲酰胺，随各向异性溶剂苯的加入，两个甲基化学位移 发生变化
关于核磁共振波谱的仪器发明的故事
一、背景介绍核磁共振波谱（NMR）是一种通过测量原子核在外加磁场中的自旋磁矩与外界交互影响而产生的信号，获得物质结构、组成和动力学信息的技术。
核磁共振技术因其在生物医学、化学、材料科学等领域的广泛应用而备受关注。
而核磁共振波谱的仪器的发明和发展更是为核磁共振技术的发展提供了坚实的基础。
二、核磁共振的早期发展1. 核磁共振的基础研究20世纪初，物理学家开始研究原子核的磁共振现象。
在1924年，奥地利物理学家恩斯特·雷斯特发现了电子自旋共振的现象。
这一发现开启了核磁共振技术的先河。
2. 核磁共振波谱的诞生在1945年，美国物理学家坎贝尔和米尔斯成功地利用核磁共振技术进行了固体样品的谱线测定，开创了核磁共振波谱技术的研究。
三、核磁共振波谱仪器的发明1. 第一台核磁共振波谱仪的诞生1952年，美国化学家费尔根和罗伊克曼成功地研制出了第一台核磁共振波谱仪。
这台仪器可以用来测定不同核素的原子核在外磁场中的共振频率，为化学结构的分析提供了有效手段。
2. 核磁共振波谱仪的发展随着科学技术的不断进步和发展，核磁共振波谱仪也在不断地改进和完善。
从最初的低磁场实验室仪器，到后来高磁场的全自动数字化仪器，核磁共振波谱仪的功能和性能都得到了极大的提升。
四、核磁共振波谱仪器的应用1. 在化学领域的应用核磁共振波谱仪器可以用来确定有机化合物的结构和构象，为分析化学提供了重要的信息。
核磁共振波谱也被广泛应用于化学反应动力学和化学平衡的研究。
2. 在医学领域的应用核磁共振成像（MRI）已经成为医学影像诊断的重要手段之一。
它可以清晰地显示人体内部组织结构和病变情况，为医生提供重要的诊断依据。
3. 在材料科学领域的应用核磁共振波谱仪器也被广泛应用于材料科学领域，可以用来研究材料的结构、性能和动力学特性，为材料的设计和开发提供了帮助。
五、结语核磁共振波谱仪器的发明和发展在科学研究和应用技术领域发挥着重要作用。
通过对核磁共振技术的不断创新和改进，相信核磁共振波谱仪器将会为人类社会的发展带来更多的机遇和挑战。