AVANCEIII核磁共振谱仪操作规程
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2. 使用优质样品管（不得使用已出现裂纹、或管口破裂的核磁管）。
3. 样品管外壁要擦干净,防止有溶剂或其他杂质落入样品室 。
4. 样品管内液面高度应在4CM或以上（约0.5ml溶剂），否则，难以匀场， 而且谱图峰型不好 。
5. 样品溶液要经过过滤，不要将固体带入核磁管。
6. 样品管放入样品室前,必须听到有气流的声音，并且感觉到样品和转子已经 被气流托住后再松手将样品放入到样品室中，应防止在没有气流时将样品 管放入，这样会直接落入样品室导致样品管破碎 。
本实验室谱仪不需旋转
样品管的清洗 （1）新样品管：丙酮清洗2-3次，50-60度干燥5h。 （2）用过的样品管： a:把样品管内的残留溶液倒入废液池； b:根据样品管使用的氘代试剂的不同，选用不同的溶剂 清洗3次；同时用超声波清洗机超声10min左右； c：用水清洗3次，然后再用乙醇清洗2-3次，最后使用丙 酮清洗3次； d：把清洗过的样品管，50-60oc干燥5h，即可使用。 e：如上述方法不能清洗干净，用无污染的浓硫酸浸泡 几个小时，再重复以上操作清洗。
标准实验的路 径，第二个
选择实验，1H，在下拉菜单中选择PROTON；13C，在下拉菜单中选
择C13CPD；31P，在下拉菜单中选择P31CPD。
选择实验
选好后，点击OK
可在这里对样 品信息进行注 释
在命令框中输入命令：getprosol（回车）。注意:该命令一定要 输，没输则采样没有数据
命令： getprosol
三、操作软件
topspin2.1程序，用于整个核磁仪器的控制、实验数据的采 集和处理、分析等。
topspin2.1程序的窗口简介
命令行
工具栏
数
据
保 存
谱图显示区
区
实验状态显示窗口
第三部分实验操作指南
样品的准备 样品测试 数据的处理 数据的输出
一、样品的准备
1 取一定量的样品放入干净的样品管中，一般1H谱取5mg左 右； 13C谱取20-50mg左右；液体样品氢谱加一滴，碳谱5-10d 左右。2 加入一支氘代试剂（约0.5ml）
2 先打开样品腔的上盖（切记）在TOPSPIN操作界面命令行 输入命令:EJ （开启气流）回车
ej
3 放入样品
当听到气流的声音时，将插入转子的样品连 转子一起放入磁体顶部的 进样口。注意：在放样品时，核磁管要保持垂直状态，以免折断核磁管 于探头中；严禁未开气流直接将转子丢进样品室以及将空转子放入。
三、原子核的磁性
原子核具有质量并带正电荷，大多数 核有自旋现象，在自旋时产生磁矩 ，磁矩的方向可用右手定则确定， 核磁矩和核自旋角动量P都是矢量， 方向相互平行，且磁矩随角动量的增 加成正比地增加 = P
—磁旋比，不同的核具有不同的磁 旋比，对某元素是定值。是磁性核的 一个特征常数
• 核的自旋角动量是量子化的,与核的自旋量子数I 的关系如下:
重水：六甲基二硅醚（HMDC, 值为0.07ppm), 4,4-二甲基-4-硅代戊磺酸钠（DSS, 水溶性，作为极性化合 物的内标，但三个CH2的 值为0.5~3.0ppm,对样品信号有影 响）
（2）磷谱
85%磷酸作为内标， 值为0ppm。 （3）氟谱
化C学FC位l3移作定为位内-标78，.5ppm值为0ppm。通常用三氟乙酸作为内标
5 .33 1 0.30
32.5 7 0.50
14.1 0 1 3.23 19.72
4.2 5
ppm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9wk.baidu.com
H1 solvent:aectone C4mimPF6 2004.12.13 T1 X=0.05 good
TMS
8.8 77
7.704 7.64 7
4.350 4.3 32 4 .314 4.026
3 盖上样品管，轻轻摇动，使其溶解；
4 将样品管插入转子中，用定深量筒控制样品管的高度。（切 勿过深）
二、 样品测试
1 进样 将样品管（注意：仔细检查样品管是否完整无损） 插入
转子， 并在转子中定好位置（使溶液正中位于5MM标线的中 心）。注 意：由于有些样品管不够规范，如果有的样品管颈过 细，插入转子后松动，请在样品管与转子的连接处（上端）贴 一个小的胶纸，防止样品管落入核磁样品室内破碎。
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；
静磁场下原子核的磁性
无静磁场
静磁场B0存在时
△E与外磁场强度成正比, B0越大,能级分裂越大, △E越大
四、核磁共振的条件
如果以一定频率的电磁波照射处于磁场B0中的核，且 射频频率恰好满足下列关系时：
h =ΔE ΔE=γh B0/2π （核磁共振条件式）
调谐与匹配：在命令框输入命令atma(回车）
调谐与 匹配
根据需要修改采样次数：在命令框输入命令NS（回车）， 默认采样16次，可根据需要进行修改
采样次数 修改
增益设置：在命令框中输入命令rga（回车）进行增益自 动设置。
rga
采样：在命令框中输入命令 zg(回车），进行采样,得到FID信号。
奇或偶 偶数
1,3,5 222
0
I
1 2
,1H
1
,
13C6 ,19F9 ,15N 7
I
3 2
,11B5
,
35Cl17
,
I
5 2
,17
O8
12C6 ,16O8 ,32S16
偶数
奇数
1，2，3……
I 1,2H1 ,14N 7 , I 3,10B5
无自旋，没有磁矩，不产生共振吸收
原子核可看作核电荷均匀分布的球体，并象 陀螺一样自旋，有磁矩产生，是核磁共振研 究的主要对象。
在命令框中输入命令：lock（回车）
命令： lock
选择所用氘代试剂，然后点击对话框OK
氘代试剂 选择对话 框
注意：在选完氘代试剂进行锁场后，一定要等出现 lockn:finished后（锁场完成），才能进行以后的步骤。
锁场 完成
匀场：在命令框输入topshim tunea命令（回车）
匀场命令
500
125.7
600
150.9
五、傅里叶变换谱仪的工作原理： 磁化矢量、射频脉冲和FID信号
B
B0
0
M
RF 脉冲，覆盖了 很宽的频率范围。
M 接收器 Receiver
当相应频率的射频场(RF)脉冲照射时,宏观 磁化矢量将围绕着射频场作用的方向从Z-轴 转到X-Y平面上.由该平面上的检测线圈检测 出时间域的FID信号,再通过傅立叶变换得到 频率域的核磁共振谱图.
四、数据输出 1. 图形格式（*.pdf)
点击工具栏中的“
”，进入画图界面
图形的编辑：
X轴的范围 Y轴的范围 坐标轴的显示
网格线
在谱图显示 区点击鼠标 右键，选
“EDIT”
单位 标峰
积分
点击鼠标右键选“1D/2D-EDIT”
谱图整体上下移动 谱图整体左右移动
横坐标范围的扩大或减小 纵坐标的过大或减小
p h I (I 1) I可以为0，1 ，1，3，2 等值
2
22
代入上式得：
h I (I 1) 2
• 当I=0时,P=0,原子核没有自旋现象,只有I﹥0,原子核才有自旋 角动量和自旋现象
实践证明,核自旋与核的质量数,质子数和中子数有关
质量数（a） 原子序数（Z）自旋量子（I）
例子
奇数 偶数
在命令行中依次输入： “efp”进行傅里叶变换 “apk”进行自动相位校正
标峰：点击工具栏中的图标“ ”，进入标峰窗口，进行标峰， 点击“ ”，保存，退出
积分：点击“ ”，进入积分窗口。从谱图的左边第一个谱峰开 始积分，按住鼠标左键，拖动光标到谱峰右边，然后释放鼠 标，重复积分剩余的谱峰。点击“ ”，保存。
（Acetone）、氘代二甲基亚砜（DMSO）、氘代二甲基 甲酰胺（DMF）、氘代三氟醋酸（TFA）等。 选择时应考虑：溶解度 、溶剂信号对样品频谱的干扰、 粘滞性、成本、水含量
3.标准样品-用于定标
(1) 氢 谱
氘代氯仿、氘代二甲基亚砜、氘代丙酮等溶剂中，加入四 甲基硅烷 (CH3)4Si ， 值为0ppm，缩写：TMS
FID信 号 S(t) FT
S()
第二部分核磁共振谱仪介绍——
400MHz AVANCEIII核磁共振谱仪
一、仪器的组成
磁体系统
机柜
磁体系统，
包括磁体， 探头、匀场 系统和前置 放大器 （HPPR）
二、NMR实验前的准备
1.样品
纯度高，不含有磁性物质，样品的完全溶解。
2.溶剂——氘代试剂 重水（D2O）、氘代氯仿（CDCl3）、氘代丙酮
7. 不要带任何铁器进入实验室 。
8. 只有放入样品管后，才能回到计算机前用鼠标按确定按钮 。
9. 心脏起博器、手表、信用卡、磁盘等不得带入实验室，出现任何问题，本 实验室概不负责 。
10. 电脑主机严禁插入U盘，若出现电脑硬件或者数据损坏，将追究其责任。
利用核磁共振光谱进行结构测定，定性与定量分 析的方法称为核磁共振波谱法。简称 NMR
二、核磁共振的应用领域
1.化学结构鉴定：天然产物化学、有机合成化学 2.动态过程的研究：反应动力学、研究平衡过程（化
学平衡或构象平衡） 3.三维结构研究：蛋白质、 DNA/DNA 复合物、多糖 4.药物设计：NMR研究构效关系
谱图保存：点击file菜单栏下的“export”，保存谱图到指定的位 置：保存为pdf格式。
2.数据形式（*.txt)
在命令行中输入： “convbin2asc”，把原始数据转化为txt格式 “expl”：调出该文件,文件名为ascii-spec.txt，复制即可
核磁使用注意事项：
1. 请不要随意关闭核磁谱仪计算机上已经打开的任何窗口，不要试图删除和 修改任何文件,不要随意的进行参数的修改。
“tr”：采样过程中 保存FID，采样 继续
“stop”：停止采样， 不保存FID
zg
6 取样
采样完成后，在命令框中输入命令EJ（回车）弹出样品，等样品弹 出后，取出转子，更换样品或取出样品，然后在输入命令IJ（回车）关 闭气流（更换样品则换好样品后，按前面3的步骤开始操作）
三、数据处理 对原始数据（FID信号）进行傅里叶变换、相位校正、标峰 和积分等。
4 IJ （关闭气流/放入样品）
命令框输入命令:IJ 回车 （关闭气流/放入样品）
等待片 刻，当样 品的状态 窗口显示 为“ ” 时，说明 样品放在 合适的位 置。
5 新建实验
命令行输入命令：NEW 回车
实验建 立对话 框
依次输入样品名，实验号(默认1），处理号（默认1），选择USER（选择 由实验室建立的相应课题组名），选择所用溶剂，选择实验路径: C:/Bruker/topspin/exp/stan/nmr/par
第一部分核磁共振的基本原理 第二部分核磁共振仪器结构简介 第三部分核磁共振实验操作
第一部分核磁共振的基本原理
一、核磁共振 是一种物理现象，一种用来研究物质的分子结构
及物理特性的光谱学方法.将磁性原子核放入强磁场 后，用适宜频率的电磁波照射，它们会吸收能量，发 生原子核能级跃迁，同时产生核磁共振信号，得到核 磁共振。
0 2
1H和13C在不同静磁场中的共振频率
B0[T]
1.41 1.88 2.11 2.35 4.70 5.67 7.05 9.40 11.74 14.09
共振频率 [MHz]
1H
13C
60
15.1
80
20.1
90
22.63
100
25.15
200
50.3
250
62.9
300
76.4
400
100.6
1.9 40 1 .921 1.902 1.3 94 1 .375 0.965 0.9 46 0 .928
0. 000
4.样品管 样品管使用应注意问题 （1）样品管必须保持干净，避免沾染灰尘或划伤。 （2）不能使用试管刷刷洗样品管 （3）新的样品管不一定是干净的 样品管的旋转： 可以提高分辨率； 缺陷是有旋转边带
3. 样品管外壁要擦干净,防止有溶剂或其他杂质落入样品室 。
4. 样品管内液面高度应在4CM或以上（约0.5ml溶剂），否则，难以匀场， 而且谱图峰型不好 。
5. 样品溶液要经过过滤，不要将固体带入核磁管。
6. 样品管放入样品室前,必须听到有气流的声音，并且感觉到样品和转子已经 被气流托住后再松手将样品放入到样品室中，应防止在没有气流时将样品 管放入，这样会直接落入样品室导致样品管破碎 。
本实验室谱仪不需旋转
样品管的清洗 （1）新样品管：丙酮清洗2-3次，50-60度干燥5h。 （2）用过的样品管： a:把样品管内的残留溶液倒入废液池； b:根据样品管使用的氘代试剂的不同，选用不同的溶剂 清洗3次；同时用超声波清洗机超声10min左右； c：用水清洗3次，然后再用乙醇清洗2-3次，最后使用丙 酮清洗3次； d：把清洗过的样品管，50-60oc干燥5h，即可使用。 e：如上述方法不能清洗干净，用无污染的浓硫酸浸泡 几个小时，再重复以上操作清洗。
标准实验的路 径，第二个
选择实验，1H，在下拉菜单中选择PROTON；13C，在下拉菜单中选
择C13CPD；31P，在下拉菜单中选择P31CPD。
选择实验
选好后，点击OK
可在这里对样 品信息进行注 释
在命令框中输入命令：getprosol（回车）。注意:该命令一定要 输，没输则采样没有数据
命令： getprosol
三、操作软件
topspin2.1程序，用于整个核磁仪器的控制、实验数据的采 集和处理、分析等。
topspin2.1程序的窗口简介
命令行
工具栏
数
据
保 存
谱图显示区
区
实验状态显示窗口
第三部分实验操作指南
样品的准备 样品测试 数据的处理 数据的输出
一、样品的准备
1 取一定量的样品放入干净的样品管中，一般1H谱取5mg左 右； 13C谱取20-50mg左右；液体样品氢谱加一滴，碳谱5-10d 左右。2 加入一支氘代试剂（约0.5ml）
2 先打开样品腔的上盖（切记）在TOPSPIN操作界面命令行 输入命令:EJ （开启气流）回车
ej
3 放入样品
当听到气流的声音时，将插入转子的样品连 转子一起放入磁体顶部的 进样口。注意：在放样品时，核磁管要保持垂直状态，以免折断核磁管 于探头中；严禁未开气流直接将转子丢进样品室以及将空转子放入。
三、原子核的磁性
原子核具有质量并带正电荷，大多数 核有自旋现象，在自旋时产生磁矩 ，磁矩的方向可用右手定则确定， 核磁矩和核自旋角动量P都是矢量， 方向相互平行，且磁矩随角动量的增 加成正比地增加 = P
—磁旋比，不同的核具有不同的磁 旋比，对某元素是定值。是磁性核的 一个特征常数
• 核的自旋角动量是量子化的,与核的自旋量子数I 的关系如下:
重水：六甲基二硅醚（HMDC, 值为0.07ppm), 4,4-二甲基-4-硅代戊磺酸钠（DSS, 水溶性，作为极性化合 物的内标，但三个CH2的 值为0.5~3.0ppm,对样品信号有影 响）
（2）磷谱
85%磷酸作为内标， 值为0ppm。 （3）氟谱
化C学FC位l3移作定为位内-标78，.5ppm值为0ppm。通常用三氟乙酸作为内标
5 .33 1 0.30
32.5 7 0.50
14.1 0 1 3.23 19.72
4.2 5
ppm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9wk.baidu.com
H1 solvent:aectone C4mimPF6 2004.12.13 T1 X=0.05 good
TMS
8.8 77
7.704 7.64 7
4.350 4.3 32 4 .314 4.026
3 盖上样品管，轻轻摇动，使其溶解；
4 将样品管插入转子中，用定深量筒控制样品管的高度。（切 勿过深）
二、 样品测试
1 进样 将样品管（注意：仔细检查样品管是否完整无损） 插入
转子， 并在转子中定好位置（使溶液正中位于5MM标线的中 心）。注 意：由于有些样品管不够规范，如果有的样品管颈过 细，插入转子后松动，请在样品管与转子的连接处（上端）贴 一个小的胶纸，防止样品管落入核磁样品室内破碎。
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；
静磁场下原子核的磁性
无静磁场
静磁场B0存在时
△E与外磁场强度成正比, B0越大,能级分裂越大, △E越大
四、核磁共振的条件
如果以一定频率的电磁波照射处于磁场B0中的核，且 射频频率恰好满足下列关系时：
h =ΔE ΔE=γh B0/2π （核磁共振条件式）
调谐与匹配：在命令框输入命令atma(回车）
调谐与 匹配
根据需要修改采样次数：在命令框输入命令NS（回车）， 默认采样16次，可根据需要进行修改
采样次数 修改
增益设置：在命令框中输入命令rga（回车）进行增益自 动设置。
rga
采样：在命令框中输入命令 zg(回车），进行采样,得到FID信号。
奇或偶 偶数
1,3,5 222
0
I
1 2
,1H
1
,
13C6 ,19F9 ,15N 7
I
3 2
,11B5
,
35Cl17
,
I
5 2
,17
O8
12C6 ,16O8 ,32S16
偶数
奇数
1，2，3……
I 1,2H1 ,14N 7 , I 3,10B5
无自旋，没有磁矩，不产生共振吸收
原子核可看作核电荷均匀分布的球体，并象 陀螺一样自旋，有磁矩产生，是核磁共振研 究的主要对象。
在命令框中输入命令：lock（回车）
命令： lock
选择所用氘代试剂，然后点击对话框OK
氘代试剂 选择对话 框
注意：在选完氘代试剂进行锁场后，一定要等出现 lockn:finished后（锁场完成），才能进行以后的步骤。
锁场 完成
匀场：在命令框输入topshim tunea命令（回车）
匀场命令
500
125.7
600
150.9
五、傅里叶变换谱仪的工作原理： 磁化矢量、射频脉冲和FID信号
B
B0
0
M
RF 脉冲，覆盖了 很宽的频率范围。
M 接收器 Receiver
当相应频率的射频场(RF)脉冲照射时,宏观 磁化矢量将围绕着射频场作用的方向从Z-轴 转到X-Y平面上.由该平面上的检测线圈检测 出时间域的FID信号,再通过傅立叶变换得到 频率域的核磁共振谱图.
四、数据输出 1. 图形格式（*.pdf)
点击工具栏中的“
”，进入画图界面
图形的编辑：
X轴的范围 Y轴的范围 坐标轴的显示
网格线
在谱图显示 区点击鼠标 右键，选
“EDIT”
单位 标峰
积分
点击鼠标右键选“1D/2D-EDIT”
谱图整体上下移动 谱图整体左右移动
横坐标范围的扩大或减小 纵坐标的过大或减小
p h I (I 1) I可以为0，1 ，1，3，2 等值
2
22
代入上式得：
h I (I 1) 2
• 当I=0时,P=0,原子核没有自旋现象,只有I﹥0,原子核才有自旋 角动量和自旋现象
实践证明,核自旋与核的质量数,质子数和中子数有关
质量数（a） 原子序数（Z）自旋量子（I）
例子
奇数 偶数
在命令行中依次输入： “efp”进行傅里叶变换 “apk”进行自动相位校正
标峰：点击工具栏中的图标“ ”，进入标峰窗口，进行标峰， 点击“ ”，保存，退出
积分：点击“ ”，进入积分窗口。从谱图的左边第一个谱峰开 始积分，按住鼠标左键，拖动光标到谱峰右边，然后释放鼠 标，重复积分剩余的谱峰。点击“ ”，保存。
（Acetone）、氘代二甲基亚砜（DMSO）、氘代二甲基 甲酰胺（DMF）、氘代三氟醋酸（TFA）等。 选择时应考虑：溶解度 、溶剂信号对样品频谱的干扰、 粘滞性、成本、水含量
3.标准样品-用于定标
(1) 氢 谱
氘代氯仿、氘代二甲基亚砜、氘代丙酮等溶剂中，加入四 甲基硅烷 (CH3)4Si ， 值为0ppm，缩写：TMS
FID信 号 S(t) FT
S()
第二部分核磁共振谱仪介绍——
400MHz AVANCEIII核磁共振谱仪
一、仪器的组成
磁体系统
机柜
磁体系统，
包括磁体， 探头、匀场 系统和前置 放大器 （HPPR）
二、NMR实验前的准备
1.样品
纯度高，不含有磁性物质，样品的完全溶解。
2.溶剂——氘代试剂 重水（D2O）、氘代氯仿（CDCl3）、氘代丙酮
7. 不要带任何铁器进入实验室 。
8. 只有放入样品管后，才能回到计算机前用鼠标按确定按钮 。
9. 心脏起博器、手表、信用卡、磁盘等不得带入实验室，出现任何问题，本 实验室概不负责 。
10. 电脑主机严禁插入U盘，若出现电脑硬件或者数据损坏，将追究其责任。
利用核磁共振光谱进行结构测定，定性与定量分 析的方法称为核磁共振波谱法。简称 NMR
二、核磁共振的应用领域
1.化学结构鉴定：天然产物化学、有机合成化学 2.动态过程的研究：反应动力学、研究平衡过程（化
学平衡或构象平衡） 3.三维结构研究：蛋白质、 DNA/DNA 复合物、多糖 4.药物设计：NMR研究构效关系
谱图保存：点击file菜单栏下的“export”，保存谱图到指定的位 置：保存为pdf格式。
2.数据形式（*.txt)
在命令行中输入： “convbin2asc”，把原始数据转化为txt格式 “expl”：调出该文件,文件名为ascii-spec.txt，复制即可
核磁使用注意事项：
1. 请不要随意关闭核磁谱仪计算机上已经打开的任何窗口，不要试图删除和 修改任何文件,不要随意的进行参数的修改。
“tr”：采样过程中 保存FID，采样 继续
“stop”：停止采样， 不保存FID
zg
6 取样
采样完成后，在命令框中输入命令EJ（回车）弹出样品，等样品弹 出后，取出转子，更换样品或取出样品，然后在输入命令IJ（回车）关 闭气流（更换样品则换好样品后，按前面3的步骤开始操作）
三、数据处理 对原始数据（FID信号）进行傅里叶变换、相位校正、标峰 和积分等。
4 IJ （关闭气流/放入样品）
命令框输入命令:IJ 回车 （关闭气流/放入样品）
等待片 刻，当样 品的状态 窗口显示 为“ ” 时，说明 样品放在 合适的位 置。
5 新建实验
命令行输入命令：NEW 回车
实验建 立对话 框
依次输入样品名，实验号(默认1），处理号（默认1），选择USER（选择 由实验室建立的相应课题组名），选择所用溶剂，选择实验路径: C:/Bruker/topspin/exp/stan/nmr/par
第一部分核磁共振的基本原理 第二部分核磁共振仪器结构简介 第三部分核磁共振实验操作
第一部分核磁共振的基本原理
一、核磁共振 是一种物理现象，一种用来研究物质的分子结构
及物理特性的光谱学方法.将磁性原子核放入强磁场 后，用适宜频率的电磁波照射，它们会吸收能量，发 生原子核能级跃迁，同时产生核磁共振信号，得到核 磁共振。
0 2
1H和13C在不同静磁场中的共振频率
B0[T]
1.41 1.88 2.11 2.35 4.70 5.67 7.05 9.40 11.74 14.09
共振频率 [MHz]
1H
13C
60
15.1
80
20.1
90
22.63
100
25.15
200
50.3
250
62.9
300
76.4
400
100.6
1.9 40 1 .921 1.902 1.3 94 1 .375 0.965 0.9 46 0 .928
0. 000
4.样品管 样品管使用应注意问题 （1）样品管必须保持干净，避免沾染灰尘或划伤。 （2）不能使用试管刷刷洗样品管 （3）新的样品管不一定是干净的 样品管的旋转： 可以提高分辨率； 缺陷是有旋转边带