脉冲核磁共振NMR实验简介.pptx
合集下载
第五章 核磁共振波谱法 (NMR)2 PPT课件
称为该质子的化学位移，用 (ppm)表示。
有机化学中多用表示。=10- sp st 106 ( ppm) st
乙醇的氢谱a
3
5.3.1 化学位移
乙醇的氢谱b
4
5.3.1 化学位移
NMR的横坐标-化学位移表示
样 标 106 ( ppm )
采用外加标准物质作基准，化学位移表示为：
标
芳烃
烯烃
烷烃
羰基
烯烃
炔烃
烷烃
杂环芳烃
酰胺 胺
无机氧
化学位移的大致分类 5
NMR谱图
5.3.1 化学位移
横轴-化学位移 信号强度与等化学环境的核的数目成比例
纵轴-信号强度
6
5.3.1 化学位移
NMR标准物质的选择标准
秃核(无屏蔽作用) 或电子云密度非常大的核(屏蔽作用非常大， = 0)
CH3
CH3
27
第五章 核磁共振波谱法 (NMR)
5.4 核磁共振波谱仪
5.4.1 NMR仪器的基本构成 5.4.2 NMR用磁铁与测定灵敏度 5.4.3 连续波NMR仪器(CW-NMR)简介 5.4.4 傅立叶变换NMR仪器 5.4.5 样品处理技术
28
5.4 核磁共振波谱仪
5.4.1 NMR仪器的基本构成
5. 裂分谱线的相对强度(面积)以一组峰的中心点 呈左右对称，强度比为二项式(a+b)n展开式的 各项系数。
21
5.3.3 一级谱与二级谱
(a+b)n展开式的各项系数
singlet doublet triplet quartet quintet sextet septet
22
简单一级谱解析举例
有机化学中多用表示。=10- sp st 106 ( ppm) st
乙醇的氢谱a
3
5.3.1 化学位移
乙醇的氢谱b
4
5.3.1 化学位移
NMR的横坐标-化学位移表示
样 标 106 ( ppm )
采用外加标准物质作基准，化学位移表示为：
标
芳烃
烯烃
烷烃
羰基
烯烃
炔烃
烷烃
杂环芳烃
酰胺 胺
无机氧
化学位移的大致分类 5
NMR谱图
5.3.1 化学位移
横轴-化学位移 信号强度与等化学环境的核的数目成比例
纵轴-信号强度
6
5.3.1 化学位移
NMR标准物质的选择标准
秃核(无屏蔽作用) 或电子云密度非常大的核(屏蔽作用非常大， = 0)
CH3
CH3
27
第五章 核磁共振波谱法 (NMR)
5.4 核磁共振波谱仪
5.4.1 NMR仪器的基本构成 5.4.2 NMR用磁铁与测定灵敏度 5.4.3 连续波NMR仪器(CW-NMR)简介 5.4.4 傅立叶变换NMR仪器 5.4.5 样品处理技术
28
5.4 核磁共振波谱仪
5.4.1 NMR仪器的基本构成
5. 裂分谱线的相对强度(面积)以一组峰的中心点 呈左右对称，强度比为二项式(a+b)n展开式的 各项系数。
21
5.3.3 一级谱与二级谱
(a+b)n展开式的各项系数
singlet doublet triplet quartet quintet sextet septet
22
简单一级谱解析举例
医学成像技术课件07NMR
Medical Imaging Technology
核磁共振现象的宏观描述
T1和T2的特性比较
与液体／水相比，脂肪具有短T1与短T2。因为： 核子失去相位一致性时，发生T2 弛豫。已经知道，核子失 去相位一致性有两个原因，即外磁场不均匀性和组织内局部 磁场不均匀性。当水分子非常迅速地运动时，其局部磁场波 动非常快，平均场强为零，内部磁场在各处也就没有多大差 别。因此，如果一种组织的内部场强没有多大差别时，核子 的同步化状态就能维持较长时间，T2也就较长。 对于不纯液体，如含有大分子的液体，局部磁场有较大的差 异，因为较大的分子运动不太快，局部磁场抵消的也不多， 结果使核子进动频率有较大的差别。这样，失去相位一致性 的速度加快，T2就较短。
总之rf脉冲引起纵向磁化强度减少产生一个新的横向磁化强度矢量medicalimagingtechnology核磁共振现象的宏观描述射频脉冲的作用medicalimagingtechnology核磁共振现象的宏观描述射频脉冲的作用medicalimagingtechnology核磁共振现象的宏观描述射频脉冲的作用90脉冲和180脉冲medicalimagingtechnology核磁共振现象的宏观描述驰豫relaxationrf脉冲一旦中止由脉冲引起的系统改变很快就回到原来静止时的状态即发生弛豫
Medical Imaging Technology
核磁共振
角动量与进动 原子核的自旋及磁矩 微观核磁共振 核磁共振现象的宏观描述
Medical Imaging Technology
角动量与进动
角动量 angular momentum 右手螺旋定理
L r (mv) m(r v) L Jw
总之，RF脉冲引起纵向磁化强度减少，产生一 个新的横向磁化强度矢量
NMR基本原理ppt课件
精选课件
27
FT-NMR谱仪特点： 扫描速度快，测定一张谱图只需要几秒-几十秒的时间。 不仅改善1H等天然丰度高的核种的谱图质量，而且使天
然丰度小、绝对灵敏度低的同位素核的核磁共振测定得 以实现。
精选课件
28
核磁共振谱示意图：
吸
信号
收
能
量 强 度
ν=
γ 2π Ho
低场
H0
高场
H
磁场强度（频率υ０）
第四章 核磁共振波谱
（ Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy，NMR）
精选课件
1
发展历史
1952年诺贝尔物理学奖：布洛赫(Felix Bloch ) & 珀赛尔 (Edward Purcell)领导的两个研究组首次独立观察到核磁共振 信号，共同获得诺贝尔物理学奖。
magnetic resonance spectroscopy for determining the three-
dimensional structure of biological macromolecules in solution".
精选课件
8
概述
核磁共振波谱是指位于外磁场中的原子核吸收 电磁波后从一个自旋能级跃迁到另一个自旋能级 而产生的吸收波谱。
• 其它标准物：如2,2-二甲基-2-硅戊烷-5-磺酸钠(又称DSS)， 叔丁醇，丙醇等。
向 左
向 右
低 场
磁 场 强 度
高 场
（ 增大） 精选课件 （ 减小）
46
4. 化学位移的测定
精选课件
35
例如：乙醇的氢谱中有三个共振吸收峰。
有机分子中，与不同基团相连的氢原子核，具有不同 的共振信号。
核磁共振氢谱及碳谱(NMR)PPT课件
核磁共振氢谱及碳谱
13C 谱
碳谱的特点
13C谱测定的困难：
1. 天然丰度低：~1.1%; 而 1H: 99.98%
2. 相 对 灵 敏 度 低 : gCgH/4, 因 此 其 相 对 灵 敏 度 为 (gC/gH)3=0.016。
3. 再考虑到弛豫等因素，总体来讲，13C的灵敏度要比 1H低约6000倍。
1Ｈ耦合的碳谱无法解释，因为往往会重叠在一起 。
ppt精选版
3
碳谱的特点
3. 由于碳谱的化学位移范围很大，在较为复杂的分子中， 1Ｈ耦合的碳谱无法解释，因为往往会重叠在一起 。 因此实际上我们通常使用的13C谱是质子去耦谱。
ppt精选版
4
碳谱的特点
13C谱的优点：
1. C构成化合物的骨架，因而C谱能够提供结构鉴定的 重要信息
160 140 120 100 90 80 70 60 50 40 30 ppm
• 对C而言，C=1.988，即C的信号强度最大可达到原来
的3倍，再加上谱线有几条合并成1条，总的强度增加
就更大。
ppt精选版
32
1H去耦脉冲序列
x
y
I
x
S
y, -y b
y
ppt精选版
Deco up le
33
1H去耦脉冲序列
小，|p|减小，dC减小。
• 如电子体系：电子密度r与dC有一个线性关
系
dC = 160r + 287.5 (ppm)
即电子密度r越大，化学位移越小
ppt精选版
11
烷烃中C的化学位移
• 取代基电负性对化学位移的影响
a. 取代基电负性越大，相邻的a-C原子越往低场移，
13C 谱
碳谱的特点
13C谱测定的困难：
1. 天然丰度低：~1.1%; 而 1H: 99.98%
2. 相 对 灵 敏 度 低 : gCgH/4, 因 此 其 相 对 灵 敏 度 为 (gC/gH)3=0.016。
3. 再考虑到弛豫等因素，总体来讲，13C的灵敏度要比 1H低约6000倍。
1Ｈ耦合的碳谱无法解释，因为往往会重叠在一起 。
ppt精选版
3
碳谱的特点
3. 由于碳谱的化学位移范围很大，在较为复杂的分子中， 1Ｈ耦合的碳谱无法解释，因为往往会重叠在一起 。 因此实际上我们通常使用的13C谱是质子去耦谱。
ppt精选版
4
碳谱的特点
13C谱的优点：
1. C构成化合物的骨架，因而C谱能够提供结构鉴定的 重要信息
160 140 120 100 90 80 70 60 50 40 30 ppm
• 对C而言，C=1.988，即C的信号强度最大可达到原来
的3倍，再加上谱线有几条合并成1条，总的强度增加
就更大。
ppt精选版
32
1H去耦脉冲序列
x
y
I
x
S
y, -y b
y
ppt精选版
Deco up le
33
1H去耦脉冲序列
小，|p|减小，dC减小。
• 如电子体系：电子密度r与dC有一个线性关
系
dC = 160r + 287.5 (ppm)
即电子密度r越大，化学位移越小
ppt精选版
11
烷烃中C的化学位移
• 取代基电负性对化学位移的影响
a. 取代基电负性越大，相邻的a-C原子越往低场移，
核磁共振实验技术 教学PPT课件
连续波永磁谱仪结构简单操作，但由于灵敏度太低，80年代已淘汰了。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。随着超导技术、电子技术和计算机技术的发展，脉冲傅里叶 变换高分辨超导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。现在已有1000兆高场谱仪上市。
Ʋ样品(600MHz) > Ʋ样品(400MHz), 分辨率 600MHz > V样品400MHz,
23
谱仪的分辨率
仪器的兆周数
1500Hz / 300 MHz = 5ppm 2000Hz / 400 MHz = 5ppm 2500Hz / 500 MHz = 5ppm 3000Hz / 600 MHz = 5ppm
3
NMR技术的起源与发展
（三）、核磁谱仪的发展 1946-1952布洛赫便和珀塞尔一起研制出世界上第一台核磁共振谱仪。 1953年，第一台商品谱仪问世。美国Varian公司，30Hz,7000高斯，0.7特斯拉 1964年，美国Varian公司，超导磁场核磁谱仪，200MHz,4.74特斯拉。 1969年，美国Varian公司，第一台傅里叶变换核磁谱仪，100MHz,2.35特斯拉。 1977年，美国Damadian，第一台人体核磁共振断层成像仪（CT） 1979年，德国Bruker公司，第一台500MHz超导核磁谱仪。 2000年，美国Varian公司，第一台900MHz超导核磁谱仪。
Methodological
Methodological Instrumental/ Methodological Methodological
TROSY
Methodological
Ʋ样品(600MHz) > Ʋ样品(400MHz), 分辨率 600MHz > V样品400MHz,
23
谱仪的分辨率
仪器的兆周数
1500Hz / 300 MHz = 5ppm 2000Hz / 400 MHz = 5ppm 2500Hz / 500 MHz = 5ppm 3000Hz / 600 MHz = 5ppm
3
NMR技术的起源与发展
（三）、核磁谱仪的发展 1946-1952布洛赫便和珀塞尔一起研制出世界上第一台核磁共振谱仪。 1953年，第一台商品谱仪问世。美国Varian公司，30Hz,7000高斯，0.7特斯拉 1964年，美国Varian公司，超导磁场核磁谱仪，200MHz,4.74特斯拉。 1969年，美国Varian公司，第一台傅里叶变换核磁谱仪，100MHz,2.35特斯拉。 1977年，美国Damadian，第一台人体核磁共振断层成像仪（CT） 1979年，德国Bruker公司，第一台500MHz超导核磁谱仪。 2000年，美国Varian公司，第一台900MHz超导核磁谱仪。
Methodological
Methodological Instrumental/ Methodological Methodological
TROSY
Methodological
核磁共振(nmr)ppt课件
影响化学位移的因素很多，主要有： a.诱导效应 化学位移是由核外电子屏蔽作用引起的， 因此任何影响核外电子密度的因素均会影响 化学位移． 电负性大的取代基（如卤素，硝基，氨基， 羰基，羧基等）的诱导效应均会降低核外电子 的密度从而起了去屏蔽作用，产生的与外磁场 方向相反的诱导磁场强度（B诱）减小.根据B扫 =B0+B诱可知共振所需磁场强度相应降低，即 共振在较低磁场发生，则δ增大
当有不同化学位移的近邻时（一种n个氢， 另一种n’个氢, …),则显示(n+1)(n’+1)…个峰. 如果这些不同化学位移的近邻氢与某氢 核的偶合常数相同，则可把这些氢的总数令 其为n，仍按n+1规律计算分裂的峰数. 由n+1规律所得的复峰，其强度比是双峰 １：１，三重峰１：２：１，即其强度比为 (a+b)n展开式的系数比
b. 反磁各向异性效应
芳环和醛基中氢核的δ 较大，三键的氢核δ 较小，其差别不能单由诱导效应来解释．这里 起主要作用的是反磁各向异性效应,下面我们 以苯分子为例加以说明 在外磁场的影响下,苯环的π 电子产生一个 环电流,同时生成一个感应磁场,该磁场方向与 外加磁场方向在环内相反,在环外相同.从图C 可以看到这个感应磁场的方向.苯环上的质子 在环外,因此除受到外加磁场影响外,还受到这 个感应磁场的去屏蔽作用.所以,苯环上的质子 共振应出现在低场,δ 值较大.可以想象若环内
核磁共振(nmr) 教学
（２）核磁共振的基本原理
原子核由质子和中子组成．质子、中子与 电子一样具有自旋运动，因而核也产生磁矩． 并非所有原子核自旋都具有磁矩，实验证明 只有那些原子序数或质量数为奇数的原子自旋 才具有磁矩．例如：１H，１３C，１５N，１７O等. 其大小µ为：
M ( 1 ) N N II
脉冲核磁共振实验讲义PPT讲稿
射频源：类似光源作用 采用石英晶体振荡器——发射电磁波
射频接受器：类似检测器的作用 检测试样对电磁波的吸收
工作方式 扫频：B0不变， 变化——类似吸收光谱法 扫场： 不变，B0变化——实际常用，方便， 在磁铁上加扫场线圈 通常扫描一张氢谱是时间是250 s 通常试样量数-数十mg，或0.1-0.5 mol/L 可采用重复扫描-累加平均的方式提高信噪比
脉冲傅立叶变换NMR波谱仪（pulse and Fourier transform NMR, PFT-NMR）
——工作方式：固定磁场，施加全频脉冲射频，测 定自由感应衰减信号随时间的变化，经傅立叶变换，得 到核磁共振波谱图。
——特点： 分析速度快（数秒），灵敏度高 试样量：1 mg甚至更低
能级分布与弛豫过程(Relaxation Process)
二、发展历史
1924年，泡利（Pauli)预见原子核具有自旋和核磁距 1946年，斯坦福大学布洛赫（Bloch）
哈佛大学珀塞尔（Purcell）
分别同时独立地观察到核磁共振现象
1952年，分享1952年诺贝尔物理奖 1953年，第一台商品化核磁共振波谱仪问世 1965年，恩斯特（Ernst)发展出傅里叶变换核磁共振 和二维核磁共振
NMR主要研究对象 I=1 （2H，14N ）I=3/2 （11B，35Cl，79Br, 81Br） 凡I≥1，I=1，2，3，……,3/2, 5/2, …
自旋情况复杂，目前NMR研究较少
2. 原子核能级的分裂及其描述
原子核之量子力学模型
带电原子核自旋
自旋磁场
磁矩 (沿自旋轴方向)
磁矩 的大小与磁场方向的角动量 P 有关： P
万分之十六！当低能级的核吸收了射频辐射后，被激发至
射频接受器：类似检测器的作用 检测试样对电磁波的吸收
工作方式 扫频：B0不变， 变化——类似吸收光谱法 扫场： 不变，B0变化——实际常用，方便， 在磁铁上加扫场线圈 通常扫描一张氢谱是时间是250 s 通常试样量数-数十mg，或0.1-0.5 mol/L 可采用重复扫描-累加平均的方式提高信噪比
脉冲傅立叶变换NMR波谱仪（pulse and Fourier transform NMR, PFT-NMR）
——工作方式：固定磁场，施加全频脉冲射频，测 定自由感应衰减信号随时间的变化，经傅立叶变换，得 到核磁共振波谱图。
——特点： 分析速度快（数秒），灵敏度高 试样量：1 mg甚至更低
能级分布与弛豫过程(Relaxation Process)
二、发展历史
1924年，泡利（Pauli)预见原子核具有自旋和核磁距 1946年，斯坦福大学布洛赫（Bloch）
哈佛大学珀塞尔（Purcell）
分别同时独立地观察到核磁共振现象
1952年，分享1952年诺贝尔物理奖 1953年，第一台商品化核磁共振波谱仪问世 1965年，恩斯特（Ernst)发展出傅里叶变换核磁共振 和二维核磁共振
NMR主要研究对象 I=1 （2H，14N ）I=3/2 （11B，35Cl，79Br, 81Br） 凡I≥1，I=1，2，3，……,3/2, 5/2, …
自旋情况复杂，目前NMR研究较少
2. 原子核能级的分裂及其描述
原子核之量子力学模型
带电原子核自旋
自旋磁场
磁矩 (沿自旋轴方向)
磁矩 的大小与磁场方向的角动量 P 有关： P
万分之十六！当低能级的核吸收了射频辐射后，被激发至
脉冲式NMR实验讲义(初稿)
1.2 Experimental
1.2.1 Obtaining on-resonance FID Introduction
Obtaining an on resonance free induction decay signal is essential for understanding physical and instrumental details of NMR pulse spectroscopy. The experiment requires using any one-pulse sequence. You can apply either the 1P_X, 1P_-X, 1P_Y or 1P_-Y sequence to prepare the necessary setup as described below. Either sequence will allow you later to acquire and store data in the file.
脈衝式 NMR 實驗講義(初稿) NMR Pulse Spectrometer PS-15
國立清華大學物理系 近代物理實驗室
19
1
FREE INDUCTION DECAY AND SPIN ECHO
1.1 Theory
1.1.1 Introduction
The response of a nuclear magnetic spin system polarized by a constant magnetic field B0 to a radio-frequency (RF) pulse, whose spectrum covers the resonance frequency of spins, is known as “ Free Induction Decay” (FID). “ Free”refers to the fact that nuclear spins precess freely in the presence of a polarizing, constant magnetic field B0 - but without the presence of an RF field. The FID signal is of fundamental importance for pulse NMR spectroscopy as this time-domain signal Fourier transformation leads directly to the frequency-domain NMR spectrum.
NMR(核磁共振)PPT课件
式中：ω— 角速度；v — 进动频率（回旋频率）；
γ— 旋磁比（特征性常数）
.
15
由Larmor方程表明，自旋核的进动频率与外加磁场 强度成正比。当外加磁场强度B0 增加时，核的回旋角 速度增大，其回旋频率也增加。对1H核来说，当磁场 强度B0为1.4092T(1T=104)高斯时，所产生的回旋频 率v为60兆赫（γ =26. 753×107 rad·T−1·s−1）；B0 为2.3487T高斯时，所产生的回旋频率v为100兆赫。
.
22
（2）自旋—自旋驰豫（spin-spin relaxation）：自旋— 自旋驰豫亦称横向驰豫，一些高能态的自旋核把能量转
移给同类的低能态核，同时一些低能态的核获得能量跃
迁到高能态，因而各种取向的核的总数并没有改变，全 体核的总能量也不改变。自旋—自旋驰豫时间用T2来表 示，对于固体样品或粘稠液体，核之间的相对位置较固 定，利于核间能量传递转移，T2约10−3s。而非粘稠液 体样品，T2约1s。
.
4
p为角动量，其值是量子化的，可用自旋量子数表示p 为角动量，其值是量子化的，可用自旋量子数表
p h I（I1）
2
( 5.2 )
式中：h为普郎克常数（6.63×10−34J·s）；−I为 自旋量子数，与原子的质量数及原子序数有关。式中： h为普郎克常数（6.63×10−34J·s）；−I为自旋量子 数，与原子的质量数及原子序数有关。
由永久磁铁和电磁铁获得的磁场一般不能超过2.4T，这相 应于氢核的共振频率为100MHz。对于200MHz以上高频谱仪 采用超导磁体。由含铌合金丝缠绕的超导线圈完全浸泡在液氦 中间，对超导线圈缓慢地通入电流，当超导线圈中的电流达到 额定值（即产生额定的磁场强度时），使线圈的两接头闭合， 只要液氦始终浸泡线圈，含铌合金在此温度下的超导性则使电 流一直维持下去。使用超导磁体，可获得10~17.5T的磁场， 其相应的氢核共振频率为400~750 MHz。
ppt 核磁共振波谱 NMR
（3）炔烃 9.1
HC C H
（4）苯环
H
R
H
R
Jo = 6~10Hz
H H
HR H
Jm = 1~4HJzp = 0~2Hz
核磁共振氢谱——1H NMR
H H
（5）环己烷型
H
H
Jae =0~7Hz (5)
（6）杂环化合物
X
H4
H3
呋喃 O
H5 X H22C
吡咯 N 噻吩 S
H Jee = 0~5Hz (3)
•
当是相同的 如 CH3—CH2—OH
②磁等价质子
•
如果一组质子中任何一个质子对组外质子的偶合常数都相等，这
组质子则称为磁等价质子。
CH3
Hb
•
Ha
•
如 Ha与Hb为化学等价，而磁不等价。二者化学环境相同，但 Ha对Hc与Hb对Hc的J值不同，因为Ha对Hc是邻偶，
• Hc
NO2
而Hb对Hc是对偶。
7.5～4.5
—C6H5
芳香族
9.5～6.0
—CHO
醛基
10.0～9.0
—OH
醇类
5.5～0.5
用惰性溶剂稀释时渐渐移向高磁场
酚类
7.7～4.0
同上
烯醇
16.5～15.0
因强分子内氢键影响，位于很低场
酸类
12.0～10.5
因强分子内氢键影响，位于很低磁场
—NH
脂肪胺
2.2～0.3
芳香胺
5.0～2.6
ppt 核磁共振波谱 NMR
核N磁uc共lear振M波a核g谱n磁eti共cN振RMe波sRo谱nanNceMRSpectroscopy
【精品】PPT课件 脉冲核磁共振(NMR) 实验简介共17页
【精品】PPT课件 脉冲核磁共振（NMR） 实验简介
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得பைடு நூலகம்生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得பைடு நூலகம்生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
脉冲核磁共振NMR实验简介_2792.pptx
互作用能为：
E Z B0
因此如果将自旋量子数为I的原子核放入静止磁场，由
于 Z 有2I+1种取向，原子核的能级将裂分成2I+1个能级。
相邻能级之间的能级差相同，均为：
E B0
式中， egI 称为旋磁比。
2mp
3.核磁共振
射频脉冲的能量为 ERF h ，当
E ERF
即
B0 2
，此时发生核磁共振现象
脉冲核磁共振NMR实验简介
实验设备 实验原理 硬脉冲序列 参数设置
射频单元 梯度单元
磁体单元
1.核自旋与核磁矩 原子核的自旋运动会产生一个磁偶极子，称为原
子核的自旋磁矩。 自旋磁矩与自旋角动量之间的关系为：
e
I gI 2mp lI
2.核能级分裂
将一个核磁矩放入磁场中，磁矩与磁场之间具有的相
汪红志, 张学龙, 武杰. 核磁共振成像技术实验教程. 科 学出版社,2008年1月.
戴乐山, 戴道宣. 近代物理实验. 高等教育出版社,2006 年7月.
V (t) M0 sin cos(w0t)et /T2*
上式说明核磁共振的信号是一个自由衰减信号 （FID Free Induction Decay信号）
宏观磁化弛豫轨迹
FID信号
硬脉冲FID序列 硬脉冲
参数设置
频率接近共振时的信号
FFT
频率达到共振时的信号
FFT
RG：增益调整
增益分为四档，需要根据实际情况进行选择。
扫场/扫频
90°脉冲激发前后微观和宏观磁化矢量的变化
4.弛豫过程 自旋核子群受到射频激励后，磁化矢量失去平衡，偏
离Z方向，同时出现横向磁化分量，射频停止后，恢 复到平衡状态。 不同的组织成分的弛豫时间不同。