中国科学技术大学：《核磁共振原理及其在生物学中的应用》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八章 一维多脉冲实验

核磁共振基本原理9讲 吴季辉 核磁共振原理及其在 生物学中的应用 第八章维多脉冲实验 §8.1—§8.4

核磁共振原理及其在 生物学中的应用 第八章 一维多脉冲实验 § 8.1 — § 8.4 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉

核磁共振基本原理9讲 吴季辉 Magnetic Field Magnetic Field Frequency Magnetic Field ·CW-NMR · PFT-NMR 节省时间 信号的可加工性 多脉冲实验

• CW-NMR • PFT-NMR 节省时间 信号的可加工性 －－－多脉冲实验 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉

自旋回波 兀/2 兀 90 脉冲 核进动比平均值慢 图45-4Hahn自旋回波脉冲序列 化学位移会聚 J耦合引起的自旋 核进动比平均值快 裂分会聚

自旋回波 化学位移会聚 J耦合引起的自旋 裂分会聚

核磁共振基本原理9讲 吴季辉 J调制自旋回波 H saturation 异核体系 coupling g 1CHJ耦合 回波序列检测 13C信号 180°质子脉冲 图81-1产生异核耦合体系 使质子自旋态翻 转 J调制自旋回波的脉冲序列 叮耦合在多脉冲实验中起关键作用 回波序列是核磁脉冲序列常见的一种模块,可以消除 化学位移的影响

J调制自旋回波 •J耦合在多脉冲实验中起关键作用 •回波序列是核磁脉冲序列常见的一种模块，可以消除 化学位移的影响 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉 异核体系 13C- 1H J耦合 回波序列检测 13C信号 180°质子脉冲, 使质子自旋态翻 转

核磁共振基本原理9讲 吴季辉 J耦合在自旋回波中的作用 909脉冲后时间τ后18脉冲作用于后180脉冲作用于S后回波 回波信号大小∝coS(2πJτ)

J耦合在自旋回波中的作用 90º脉冲后 时间后 180º脉冲作用于I后 180º脉冲作用于S后 回波 回波信号大小  cos(2J) 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉

核磁共振基本原理9讲 吴季辉 S(CH)=S0cos(2兀J) S( CH,)=So cos(2IJt)=So[1+cos(4 Jt )]/2 S( CH3)=So coS(2Jt)=So[3+cos(6Jt)]/4 季碳信号基本上不受调制,原因是远程耦合都相当小。因此,若取τ1/(2J,CH 和CH3中的1C给出负向信号,而季碳和CH的1C给出正向信号。若取τ=1(4J, 则所有带氢的信号均经过零。总的调制情况示于图812中。 S(CHn) 季C,__ H2 2元T 3m/2 CH3 图81-2季碳、CH、CH2CH3的Jcm调制的13C信号与时间的依赖关系

核磁共振基本原理 9讲 吴季辉

核磁共振基本原理9讲 吴季辉 谱编辑 按CH中n的奇偶性将碳分类 CH CHICH CH CH CH -Ch- Q b Q :::: CH CH 220 120 20 ppm 图81-3雌甾酮甲基醚的5 MHz13C谱(a通常的宽带去耦谱;(b)τ=4ms:此谱就按所连氢的数 目的奇偶性进行分类;()τ=1.76ms:强信号是季碳,CH是弱的,有正、负信号,CH2,CH3被压掉

谱编辑 按CHn中n的奇偶性将碳分类 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉

核磁共振基本原理9讲 吴季辉 磁化 磁化量):单位体积系统能级4P 中某种核的磁矩的总 能级3→P3C 和 P a-长一能级2 =(P1-P2+P3P4/2 P1 1 S2>=(P1+P2-P3P42 能级1 (自旋)极化:核自旋在磁场中形成的不同能级上的布 居数之差 核的极化=P1-P2=P3P4Y S核的极化=PP3=P2P4ys 观察到的核磁信号正比于该核的极化

磁化 磁化(向量): 单位体积 中某种核的磁矩的总 和 =(P1 -P2+P3 -P4 )/2 =(P1+P2 -P3 -P4 )/2 (自旋)极化: 核自旋在磁场中形成的不同能级上的布 居数之差 I核的极化= P1 -P2= P3 -P4  I S核的极化= P1 -P3= P2 -P4  S 观察到的核磁信号正比于该核的极化 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉

极化 (自旋)极化:核自旋在磁场中 形成的不同能级上的布居数之系级4P邮 差 能级3→为PcB P2a长一能级2 1核的极化=P1P2=P3P4m 1C0 S核的极化=P1P3=P2P4∞ys 能级1 观察到的核磁信号正比于该核 的极化

极化 (自旋)极化: 核自旋在磁场中 形成的不同能级上的布居数之 差 I核的极化= P1 -P2= P3 -P4  I S核的极化= P1 -P3= P2 -P4  S 观察到的核磁信号正比于该核 的极化

核磁共振基本原理9讲 吴季辉 极化转移 Is系统能级4米P4P 若对I核施加一个选择 能级3→P3阝 性180度脉冲,使能级1和 2的布居数反转 P1pa长一能级2 C 能级1 S核的磁化不变但是极化发生变化:由于一种核的极 化改变导致与之耦合的其他核的极化改变,这种现 象称为极化转移 S核的极化=P1P4≠P2P3 现在2-4能级跃迁的信号强度正比于PP4ys+%1 原来2-4能级跃迁的信号强度正比于P2P4ys 现在1-3能级跃迁的信号强度正比于P2-P3ys-Y1 原来13能级跃迁的信号强度正比干P,-P,cw

极化转移 若对I核施加一个选择 性180度脉冲,使能级1和 2的布居数反转 S核的磁化不变,但是极化发生变化: 由于一种核的极 化改变导致与之耦合的其他核的极化改变，这种现 象称为极化转移 S核的极化= P1 -P4 P2 -P3 现在2-4能级跃迁的信号强度正比于P1 -P4 S+ I 原来2-4能级跃迁的信号强度正比于P2 -P4  S 现在1-3能级跃迁的信号强度正比于P2 -P3  S - I 原来1-3能级跃迁的信号强度正比于P1 -P3  S 核磁共振基本原理 9讲 吴季辉