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同位素氣體核磁共振NMR的應用

2011-12-14 14:11:49

核磁共振的方法與技術作為分析物質的手段，由于其可深入物質內部而不破壞樣品，并具有迅速、準確、分辨率高等優(yōu)點而得以迅速發(fā)展和廣泛應用，已經(jīng)從物理學滲透到化學、生物、地質、醫(yī)療以及材料等學科，在科研和生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用。

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

12位因對核磁共振的杰出貢獻而獲得諾貝爾獎科學家

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，旋轉時產(chǎn)生一小磁場。當加一外磁場，這些原子核的能級將分裂，既塞曼效應。

實現(xiàn)核磁共振的兩種方法：

A、掃場法

B、掃頻法

檢測共振信號的方法：

1、吸收法

2、感應法

3、平衡法

核磁共振新技術：

A、核磁雙共振

B、二維核磁共振

C、 NMR成像技術

D、魔角旋轉技術

E、極化轉移技術

核磁共振應用

核磁共振適合于氣體、液體、固體。如今的高分辨技術，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，陳舊的實驗方法被放棄，新的實驗方法迅速發(fā)展，它們將分子結構和分子間的關系表現(xiàn)得更加清晰。

在世界的許多大學、研究機構和企業(yè)集團，都可以聽到核磁共振這個名詞，包括我們在日常生活中熟悉的大集團。而且它在化工、石油、橡膠、建材、食品、冶金、地質、國防、環(huán)保、紡織及其它工業(yè)部門用途日益廣泛。

在中國，其應用主要在基礎研究方面，企業(yè)和商業(yè)應用普及率不高，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)療診斷方法應用較多。

同位素氣體核磁共振NMR實際的應用：

分子結構的測定

化學位移各向異性的研究

金屬離子同位素的應用

動力學核磁研究

質子密度成像

T1T2成像

化學位移成像

其它核的成像

指定部位的高分辨成像