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同位素氣體核磁共振NMR的應(yīng)用

2011-12-14 14:11:49

核磁共振的方法與技術(shù)作為分析物質(zhì)的手段，由于其可深入物質(zhì)內(nèi)部而不破壞樣品，并具有迅速、準(zhǔn)確、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)而得以迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，已經(jīng)從物理學(xué)滲透到化學(xué)、生物、地質(zhì)、醫(yī)療以及材料等學(xué)科，在科研和生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用。

核磁共振是1946年由美國(guó)斯坦福大學(xué)布洛赫(F.Block)和哈佛大學(xué)珀賽爾(E.M.Purcell)各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的，兩人因此獲得1952年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。50多年來(lái)，核磁共振已形成為一門有完整理論的新學(xué)科。

12位因?qū)舜殴舱竦慕艹鲐暙I(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家

1944年 I.Rabi

1952年 F.Block

1952年 E.M.Purcell

1955年 W.E.Lamb

1955年 P.Kusch

1964年 C.H.Townes

1966年 A.Kastler

1977年 J.H.Van Vleck

1981年 N.Bloembergen

1983年 H.Taube

1989年 N.F.Ramsey

1991年 R.R.Ernst

核磁共振原理

半數(shù)以上的原子核具有自旋，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生一小磁場(chǎng)。當(dāng)加一外磁場(chǎng)，這些原子核的能級(jí)將分裂，既塞曼效應(yīng)。

實(shí)現(xiàn)核磁共振的兩種方法：

A、掃場(chǎng)法

B、掃頻法

檢測(cè)共振信號(hào)的方法：

1、吸收法

2、感應(yīng)法

3、平衡法

核磁共振新技術(shù)：

A、核磁雙共振

B、二維核磁共振

C、 NMR成像技術(shù)

D、魔角旋轉(zhuǎn)技術(shù)

E、極化轉(zhuǎn)移技術(shù)

核磁共振應(yīng)用

核磁共振適合于氣體、液體、固體。如今的高分辨技術(shù)，還將核磁用于了半固體及微量樣品的研究。核磁譜圖已經(jīng)從過(guò)去的一維譜圖（1D）發(fā)展到如今的二維（2D）、三維（3D）甚至四維（4D）譜圖，陳舊的實(shí)驗(yàn)方法被放棄，新的實(shí)驗(yàn)方法迅速發(fā)展，它們將分子結(jié)構(gòu)和分子間的關(guān)系表現(xiàn)得更加清晰。

在世界的許多大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)集團(tuán)，都可以聽到核磁共振這個(gè)名詞，包括我們?cè)谌粘Ｉ钪惺煜さ拇蠹瘓F(tuán)。而且它在化工、石油、橡膠、建材、食品、冶金、地質(zhì)、國(guó)防、環(huán)保、紡織及其它工業(yè)部門用途日益廣泛。

在中國(guó)，其應(yīng)用主要在基礎(chǔ)研究方面，企業(yè)和商業(yè)應(yīng)用普及率不高，主要原因是產(chǎn)品開發(fā)不夠、使用成本較高。但在石油化工、醫(yī)療診斷方法應(yīng)用較多。

同位素氣體核磁共振NMR實(shí)際的應(yīng)用：

分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定

化學(xué)位移各向異性的研究

金屬離子同位素的應(yīng)用

動(dòng)力學(xué)核磁研究

質(zhì)子密度成像

T1T2成像

化學(xué)位移成像

其它核的成像

指定部位的高分辨成像

元素的定量分析