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原子核的自然丰度和相对灵敏度

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核磁共振碳谱

核磁共振碳谱
设单共振时偶合常数为J，双共振时偶合常数为J/
J/ J 2 HH2
当Δυ=0时，J/=0，就是完全去偶；当Δυ>0时， J/>0，就是偏共振去偶
22
特点： 1. 可识别碳的级别 伯碳（CH3）－q峰 仲碳（CH2）－t峰 叔碳（CH）－d峰 季碳（C）－S峰 2. 对于复杂且分子量大的分子，谱线间隔近或
4
第二节 碳谱的测定
一、宏观磁化强度矢量与核磁共振
宏观磁化强度矢量M是单位体积内核磁矩μ 的矢量和， 即：
N
M i i1
M// M0 M M
M 0
x
z B0 M+ y
M-
z B0 M0
y x
5
在X（X/）轴施加一个频率为υ0线偏振射频场， 磁场强度为B1，可分解为XY平面上两个旋转方向相 反频率为υ0（与自旋核进动频率相等）的圆偏振磁 场，此时M将产生章动，吸收能量产生核磁共振。
器频率，则该脉冲系列可展开成以υ0为中心的连续 的频率振动，简称频谱。
11
主带频谱范围为ω＝ 2/tp，中心频率为V0 , 在该范围内，谱线的 间隔距离△＝1/tr、故 在该主带频谱范围内， 谱线的总数为：
12
即该射频脉冲系列相当于一台拥有4×105不同频 率、间隔为0.5Hz的射频波的多波道核磁共振仪，频 率范围是V0±2×105 , 可使分子中处于不同化学环 境下的所有13C（或1H）核同时共振，并得到含有所 有13C（或1H）核信息的FID信号。虽然各种FID信 号混合在一起，但频率和相位不同，可通过相敏检 测器检测并区别开来。以累加1次需2秒计算，即使 进行1万次累加，也只需要约5.5小时。这样，在采 用多次脉冲作用于试样，并将FID信号进行多次累 加后再进行傅立叶变换，对于像13C这样的低灵敏度 核来说，也可以得到一张好的NMR图谱

核磁共振是什么-核磁共振的基本原理

核磁共振是什么-核磁共振的基本原理

核磁共振是什么-核磁共振的基本原理核磁共振是什么-核磁共振的基本原理大家知道什么是核磁共振吗?以下是PINCAI小编整理的关于核磁共振的相关内容，欢迎阅读和参考!核磁共振是什么_核磁共振的基本原理核磁共振是什么核磁共振是磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。

核磁共振波谱学是光谱学的一个分支，其共振频率在射频波段，相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。

核磁共振应用：核磁共振成像(MRI)检查已经成为一种常见的影像检查方式，核磁共振成像作为一种新型的影像检查技术，不会对人体健康有影响，但六类人群不适宜进行核磁共振检查：即使安装心脏起搏器的人、有或疑有眼球内金属异物的人、动脉瘤银夹结扎术的人、体内金属异物存留或金属假体的人、有生命危险的危重病人、幽闭恐惧症患者等。

不能把监护仪器、抢救器材等带进核磁共振检查室。

另外，怀孕不到3个月的孕妇，最好也不要做核磁共振检查。

核磁共振的基本原理原子核的自旋核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。

不同的原子核，自旋运动的情况不同，它们可以用核的自旋量子数I来表示。

自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系，大致分为三种情况，如下表。

分类质量数原子序数自旋量子数INMR信号I偶数偶数无II偶数奇数1,2,3，…(I为整数)有III奇数奇数或偶数0.5,1.5，2.5，…(I为半整数)有I值为零的原子核可以看做是一种非自旋的`球体，I为1/2的原子核可以看做是一种电荷分布均匀的自旋球体，1H，13C，15N，19F，31P的I均为1/2，它们的原子核皆为电荷分布均匀的自旋球体。

I大于1/2的原子核可以看做是一种电荷分布不均匀的自旋椭球体。

[2] 核磁共振现象原子核是带正电荷的粒子，不能自旋的核没有磁矩，能自旋的核有循环的电流，会产生磁场，形成磁矩(μ)。

μ=γP式中，P是角动量矩，γ是磁旋比，它是自旋核的磁矩和角动量矩之间的比值，因此是各种核的特征常数。

物理原子核知识点总结

物理原子核知识点总结

物理原子核知识点总结原子核是构成原子的重要组成部分，它包含了质子和中子。

在物理学中，原子核是一个重要的研究领域，涉及到许多重要的知识点。

本文将对物理原子核知识点进行总结，以帮助读者更好地理解这一领域。

1. 原子核的结构原子核是由质子和中子组成的，其中质子带正电荷，中子不带电荷。

原子核的大小通常用核半径来表示，它的大小约为10^-15米。

原子核的质量通常用原子质量单位（amu）来表示，其中1 amu等于质子或中子的质量。

2. 原子核的稳定性原子核的稳定性取决于质子和中子的数量。

如果原子核中的质子和中子数量相等，那么它就是稳定的。

如果质子和中子数量不相等，那么原子核就会变得不稳定，这种不稳定性被称为放射性。

3. 放射性放射性是指原子核不稳定而发生自发性衰变的现象。

放射性可以分为三种类型：α衰变、β衰变和γ衰变。

α衰变是指原子核放出一个α粒子，它由两个质子和两个中子组成。

β衰变是指原子核放出一个β粒子，它可以是一个电子或一个正电子。

γ衰变是指原子核放出一个γ射线，它是一种高能电磁波。

4. 核反应核反应是指原子核之间的相互作用。

核反应可以分为两种类型：裂变和聚变。

裂变是指将一个重原子核分裂成两个轻原子核的过程。

聚变是指将两个轻原子核合并成一个重原子核的过程。

核反应是一种非常强大的能量来源，它被广泛应用于核能产生和核武器制造等领域。

5. 核能产生核能产生是指利用核反应产生能量的过程。

核能产生可以分为两种类型：核裂变和核聚变。

核裂变是指利用裂变反应产生能量的过程，它被广泛应用于核电站和核武器制造等领域。

核聚变是指利用聚变反应产生能量的过程，它是一种非常强大的能源来源，但目前还没有找到有效的方法来实现核聚变。

6. 核辐射核辐射是指放射性物质放出的粒子或电磁波。

核辐射可以分为三种类型：α射线、β射线和γ射线。

α射线是一种带正电荷的粒子，它的穿透能力很弱，只能穿透几厘米的空气或一些薄材料。

β射线是一种带负电荷的粒子，它的穿透能力比α射线强，可以穿透几米的空气或一些厚材料。

《仪器分析》第十七章_核磁共振波谱法

《仪器分析》第十七章_核磁共振波谱法

周围分子骨架（晶格）中的其他核，变成平动能
和转动能。可用驰豫时间T1表征，是处于高能级的 磁核寿命的量度。 横向驰豫：自旋-自旋驰豫，两相邻的核处于不 同能级，但进动频率相同，发生横向驰豫，各自
旋状态的总数不变，各能级上核数目的比例不变，
但确实使某些高能级的核的寿命缩短了，以驰豫 时间T2表示。
及氘代溶剂（CDCl3 、D2O等，贵，溶解能力
好）
4 有机化合物结构与质子核磁共振波谱
理论上： 当一个自旋量子数不为零的核臵于外磁场中， 它只有一个共振频率，图谱上只有一个吸收峰。
如：在1.4092T磁场存在下， 1H的共振频率为
60MHz
2.675 108 1.4092 0 60.0MHz 2 π 2 3.14
E cos B0 z B0 核进动的角频率0：
0 20 B0 B0 0 核进动的线频率0 2
核磁共振吸收
在给定的磁场强度下，质子的进动频率是一定
的。若此时以相同的频率的射频辐射照射质子，
即满足“共振条件”，该质子就会有效地吸收射 频的能量，使其磁矩在磁场中的取向逆转，实现 了从低能级向高能级的跃迁过程。此即核磁共振 吸收过程。
e. 高速气流使样品管围绕y轴以每秒钟30转的速率
急速旋转，消除磁场非均匀性，提高分辨率
3 样品处理
a) 非粘滞性液体，直接分析 b) 粘滞性液体，配成2-10%溶液 c) 固体样品直接分析，图谱常有许多互相叠合的
谱带组成，很宽，对结构分析意义不大
d) 1H NMR，样品溶液不含质子，常用CCl4、CS2
, -I
对1H和13C，I=1/2，其 m值只能是+1/2和-1/2，表
示它们在磁场中，自旋轴只能有两种取向：

MRS的原理和临床应用

MRS的原理和临床应用

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磁共振现象类比
• 玩具小鸡啄米--重力场<->主磁场， 摇晃的手<->脉冲激励磁场，回复平 衡状态<->弛豫
2021/6/7
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MRS基本原理
• 3 电子云：带负电荷的电子具有与 原子核相似的自旋特性，在原子核 周围形成具有屏蔽作用的磁场，这 一磁场称为电子云。电子云的作用 使得外加磁场对原子核的作用减弱。
2021/6/7
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MRS在生物体中研究范围
• 3 动力学研究 • 监测反应进程测定各组分随时
间的变化等。 • 4 分子运动研究:如生物膜的
流动性等。 • 5 分子构象及构象变化研究 • 6 活体研究 • 7二维MRS研究:20世纪70-80年
代人类进入二维到三维MRS研 究。
2021/6/7
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二维MRS波谱图
• 3.1H MRS可对神经元的丢失、神经胶质增 生进行定量分析，
• 4 31P磁共振波谱可对心肌梗塞能量代谢变 化进行评价。
• 5 MRS以分子水平了解人体生理上的变化， 从而对疾病的早期诊断、预后及鉴别诊断、 疗效追踪等方面，做出更明确的结论.
2021/6/7
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MRS基本原理
• 磁共振波谱分析原理（MRS）
2021/6/7
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MRS基本原理
• 一、名词解释
• 1进动：原子核在外加磁场中自 旋的同时，还以一定的角度围绕 外加磁场方向进行旋转运动，这
在一个旋转系统里，力 F 、 力矩 、动量 P 、角动 量 L ，这些物理量之间的关 系
种运动称为进动（precession)。
自旋的進動現象主要出現在核磁
2021/6/7
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固体核磁共振在介孔分子筛研究中的应用

固体核磁共振在介孔分子筛研究中的应用
本文简要介绍了高功率质子去耦 、CP 和 MAS 等固体高分辨核磁共振技术的原理 ,对固体高分辨核 磁共振技术在介孔分子筛领域的一些重要研究工作作了综述 。
1 固体高分辨核磁共振技术
111 高功率质子去耦
高功率的质子偶极去偶用来消除1 H —X ( X = 13 C、19 F、29 Si) 的偶极作用 。通过在 υH 上加强的射频
Chongqing University , Chongqing 400044)
Abstract The principles of high resolution solid2state NMR techniques including high power proton decoupling , cross polarization and magic angle spinning were described. The recent advances of the applications of high resolution NMR spectroscopy to the research of mesoporous molecular sieve materials were reviewed.
场 ,引起质子在其两个自旋态 + 1Π2 和 - 1Π2 间产生激烈跃迁 ,结果使原先与质子存在偶极2偶极耦合作 用的被观测核对质子不同状态区别不清 ,而只“看到”其平均取向 ,因此被观测核和质子间的偶极2偶极 耦合作用消失 。
112 交叉极化( CP)
CP 是通过 Hastman2Hahn 效应 ,在合适的时机采样 ,来提高对天然丰度较低的稀核检测灵敏度的技 术 。通过对天然丰度很高的质子和稀核 A 分别加上频率为 ωH = γH ·B0 、ωA = γA ·B0 的射频场 B H 和 BA ,调节其幅度使之满足 Hastman2Hahn 条件 γH·B H =γA·BA ,使得在质子和 A 核 2 个核自旋体系间发 生能量交换 ,从而提高 A 核的核磁共振信号强度 。CP 技术适用于由l H 核与另一种含量较少的核13 C、15 N 、29 Si 等核所构成的体系 。

磁共振1H波谱成像在颅内疾病的诊断价值

磁共振1H波谱成像在颅内疾病的诊断价值摘要】目的探讨增强后多体素氢质子磁共振波谱(¹H-MRS)对颅内常见病变的鉴别诊断价值。

资料与方法 49例颅内常见肿瘤及非肿瘤患者行增强后多体素¹H－MRS检查,其中胶质瘤16例,单发转移瘤13例,脑膜瘤14例，炎症6例。

测量计算3种肿瘤及非肿瘤病变强化区、强化边缘区及对侧正常脑组织的代谢物比值:胆碱/肌酸(Cho/Cr)、N-乙酰天门冬氨酸/胆碱(NAA/Cho)、胆碱/对侧正常脑组织肌酸(Cho/Cr-n)和胆碱/对侧正常脑组织胆碱(rCho),并进行比较分析。

结果与对照组相比,脑肿瘤NAA均有不同程度的下降,脑外肿瘤低于脑内肿瘤,高级别(Ⅲ～Ⅳ)胶质瘤较低级者(Ⅰ～Ⅱ)下降明显。

Cho/Cr升高,高级胶质瘤比低级胶质瘤高(P(0. 05),高级别胶质瘤及转移瘤瘤体瘤周水肿区Cho/Cr有显著性差异。

部分高级别胶质瘤及转移瘤可检测到Lac、Lip峰。

部分脑膜瘤(4/14)可检测到Ala峰。

结论 ¹H-MRS从微观水平分析脑肿瘤代谢信息的无创性方法,对脑肿瘤的诊断、鉴别诊断及疗效评估、术后复发、组织上分级有重要帮助。

增强后多体素1H-MRS对颅脑病变的鉴别诊断有重要的临床应用价值。

【关键词】脑肿瘤肿瘤强化区强化边缘区磁共振波谱目前，随着颅内肿瘤性、非肿瘤性病变发病率不断提高，日趋年轻化，已成为致死和致残的主要病因之一。

磁共振扫描对颅内疾病检出率明显优于CT。

但有时肿瘤性病变与非肿瘤性病变鉴别较困难，通过质子MR波谱（¹H-MRSA）脂质（Lip）峰开交结合cho峰及常规MRI对肿瘤性和非肿瘤性病变鉴别诊断具有重要临床应用价值。

在鉴别胶质瘤术后复发与放射性坏死中也具有重要临床价值。

1 资料与方法所有病例均采用同一机器完成，均采用GE3.0T MRI超导型磁共振成像系统，在常规MRI平扫之后及增强扫描前完成 ¹H-MRS扫描。

核磁共振光谱分析法在药物分析中的应用解读

核磁共振光谱分析在药物分析中的应用摘要对科学产生最大影响的分析方法是核磁共振技术，它被广泛用于许多领域。

本文结合核磁共振及核磁共振光谱法的相关概念，介绍核磁共振光谱分析法的特点及其方法，着重于核磁共振光谱分析在体内药物分析中的应用。

核磁共振法以其重现性好、特征性强等优点已成为药物研究的重要手段。

随着天然药物生产领域的发展，核磁共振作为质量控制的手段已得到重视，并逐渐地应用于实践。

相信不久的将来，核磁共振技术将会更好地为人类服务，为药物研究作出贡献。

AbstractIn science the biggest impact on the analysis method is NMR, it is widely used in many fields. Based on the nuclear magnetic resonance (NMR) and magnetic resonance spectroscopy ,this article introduce nuclear magnetic resonance spectroscopy analysis of characteristics and methods and focusing on nuclear magnetic resonance spectra analysis in vivo drug analysis in application. As natural drug production fields of development, nuclear magnetic resonance (NMR) as quality control means has been seriously, and gradually applied in practice. Nuclear magnetic resonance (NMR) technology will better service to humanity, for drug research to contribute in the future. 关键词: 核磁共振核磁共振光谱法定量分析法药物分析Keywords: nuclear magnetic resonance nuclear magnetic resonance spectroscopy quantitative analysis method drug analysis正文：1945年，F．Bloch和E．M．Purcell分别领导的两个小组几乎同时发现了核磁共振(NuelearMagnetic Resonance，简称NMR)现象。

氢质子磁共振波谱在胶质瘤中的应用进展

胶 质 母 细胞 瘤 ） ｈ／ｒ 差 异 有 统 计 学 意 义 ， 后 二 者 之 间 的 ＣｏＣ 值 但
点 。对 于起 源于脑外 的肿瘤 ， 因肿瘤 不 含神经 元 结构 ， 因此肿
瘤 内不 会 检 测 到 Ｎ Ａ Ａ 。
１２ Ｃ ｏ化学位移 为 ３ ２ ｐ 主要存在 于细胞 膜 、 ． ｈ ．２ｐｍ， 髓磷 脂及 脑 内脂质 中， 与细胞 膜的合成 和降解 。正 常情 况下脑 白质 的 参 Ｃｏ ｈ 含量 比脑 灰质 高 ， 当出现 胶 质细胞 增 生 或神 经 元退 变 时 ， Ｃｏ ｈ 浓度 就会 升 高。Ｃ ｏ浓 度 升高 反 映肿 瘤 细 胞 膜 的转 换 增 ｈ
细胞 瘤 Ｃｏ 号增 加 明 显 ， 肿 瘤 边 缘 Ｃ ｏ 加 比 中心 高 ， 体 ｈ信 在 ｈ增 实
１ 胶质瘤常见代谢物及临床意义 １－Ｒ Ｈ Ｍ Ｓ能检测到的脑组织 常见代谢物包括 Ｎ 乙酰 门冬氨酸 －
（ Ａ ） 、 酸（ ｒ峰 、 Ｎ Ａ峰 肌 ｃ） 胆碱 （ｈ） 、 酸 （丑） 、 质 （ｉ 峰 等。 Ｃ ｏ峰 乳 Ｌｃ峰 脂 Ｌｐ ）
１１ Ｎ Ａ化 学位 移为 ２ ０ ｐ 是 正 常脑组 织 波谱 中最 高的 ． Ａ ．２ｐｍ， 峰 。Ｎ Ａ主要位于正 常神经 元 内， Ａ 由神经 元 的线粒 体产 生 ， 是 公认 的神经元 的标 志物。Ｎ Ａ下 降显示 神 经元 生存 能力 减弱 Ａ 和神经元 的功能降低 或神经元丢失 。而成熟 的胶质 细胞 、 脑脊
液 和血 液 中都 没 有 Ｎ Ａ Ａ 、 Ａ Ｃ 降 低 是 脑 肿 瘤 波 谱 的特 Ａ 。Ｎ Ａ Ｎ Ｍ ｒ
差别 。星形细胞瘤常需手术及局部 外照射 放疗 即可 ， 不需要进
行化 疗 ； 变 型 星形 细 胞 瘤 较 具 浸 润 性 ， 疗 加 联 合 化 疗 可 明 间 放 显延 长 生 存 期 ； 质 母 细 胞 瘤 呈 高 度 恶 性 ， 疗 是 必 要 的 治 疗 胶 放

实验7-1 核磁共振实验

实验7-1 核磁共振核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）于1946年由美国的两位科学家布洛赫（Bloch，用感应法发现液态水的核磁共振现象）和伯塞尔（Purcell，用吸收法观测到石蜡中质子的核磁共振）分别发现，为此，他们分享了1952年诺贝尔物理学奖。

早期的核磁共振主要采用连续波技术，灵敏度较低，研究的对象是自然丰度高、旋磁比较大的原子核，如1H、19F等，这就限制了核磁共振的应用范围。

1966年发展起来的脉冲傅里叶变换核磁共振技术，使信号采集由频域变为时域，大大提高了检测灵敏度，使研究低自然丰度的核成为现实，同时，这种方法还可以利用不同的脉冲组合来得到所需要的分子信息。

1971年，琴纳（Jeener）提出了具有两个独立时间变量的二维核磁共振概念，随后，1974年恩斯特（Ernst）等首次成功地实现了二维核磁共振实验，从此核磁共振技术进入一个新时代。

琴纳获得了1991年的诺贝尔化学奖。

核磁共振是测定原子的核磁矩和研究核结构的直接而又准确的方法，是物理学、化学、生物学研究中一种重要、强大的实验手段，也是其它应用学科的重要研究工具。

例如，今天广泛使用的核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技术，其始于20世纪60年代末，并于20世纪80年代形成实用产品，投入临床应用。

它不同于传统的X线CT，对人体无放射性损害。

其利用人体中的H质子在强磁场内受到射频脉冲的激发，产生核磁共振现象，经过空间编码技术，把以电磁形式放出的核磁共振信号接收转换，通过计算机最后形成图像，以做诊断。

由于它分辨率高、对比度好、信息量大，特别对软组织层次显示的好，所以它一出现就受到影像诊断工作者和临床医生的欢迎，目前已成为对一些疾病的诊断必不可少的检查手段。

2003年，美国科学家劳特布尔和英国科学家曼斯菲尔德，因在核磁共振成像领域的关键性发现，获得了诺贝尔生理学或医学奖。

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原子核的自然丰度和相对灵敏度
（原创实用版）
目录
1.原子核的自然丰度
2.相对灵敏度的定义和计算
3.相对灵敏度与自然丰度的关系
4.应用实例
正文
【原子核的自然丰度】
原子核的自然丰度指的是一个元素的各种同位素在自然界中的存在
比例。

同位素是指具有相同原子序数（即质子数）但质量数（即中子数）不同的原子。

例如，氢元素有三种同位素氕（质子数为 1，中子数为 0）、氘（质子数为 1，中子数为 1）和氚（质子数为 1，中子数为 2）。

在自然界中，这三种同位素的丰度分别为 99.98%，0.016% 和 0.004%。

【相对灵敏度的定义和计算】
相对灵敏度是指在测量过程中，测量仪器对某一物理量变化的反应程度。

它通常用一个无量纲的数值来表示。

计算相对灵敏度的方法是将测量值与参考值之间的相对误差除以参考值的变化量。

【相对灵敏度与自然丰度的关系】
在原子核测量中，相对灵敏度与自然丰度密切相关。

自然丰度决定了同位素在样品中的含量，而相对灵敏度决定了测量仪器对不同同位素的检测能力。

因此，在原子核测量中，需要根据样品的自然丰度选择合适的测量方法和仪器，以获得较高的相对灵敏度。

【应用实例】
在环境保护领域，放射性物质的监测是一个非常重要的课题。

例如，对于大气中放射性碘的监测，需要根据碘的自然丰度，选用能够检测到低丰度同位素的灵敏度高的仪器。

这样，在发生核事故时，可以快速、准确地检测到大气中放射性碘的含量，为政府部门采取相应的措施提供科学依据。

综上所述，原子核的自然丰度和相对灵敏度在原子核测量中具有重要意义。