选择题：
1．下列哪一组原子核的核磁矩为零；不产生核磁共振信号的是（ D ）
A 2H、14N B 19F、 12C C 1H、 13C D 16O、 12C
2．在外磁场中，其核磁矩只有两个取向的核是( D )
A 2H 19F 13C B 1H、2H、13C C 13C、19F、31P D 19F 31P 12C
3、下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是（ D ）
A HCHO B CH3OH C HCOOH D CH3COOCH3
4. 不影响化学位移的因素是（ A ）
A 核磁共振仪的磁场强度 B 核外电子云密度
C 磁的各向异性效应 Ｄ 内标试剂
5．自旋量子数I=1/2的原子核在磁场中，相对于外磁场，有多少种不同的能量状态？（ B ）
A 1 B ２ C
４ D 0
6．下面四个化合物中在核磁共振谱中出现单峰的是（ C ）
A CH3CH2Cl B CH3CH2OH C CH3CH3 D CH3CH(CH3)2
7．下面四个化合物质子的化学位移最小的者是（ A ）
A CH3F B CH4 C CH3Cl D CH3Br
8. 使用60MHz 核磁共振仪，化合物中某质子和四甲基硅烷之间的频率差为120Hz，其化学位移值δ为（ D ）
A 120 B 1.20 C 0.20 D 2.0
核磁共振波谱
第二节 核磁共振与化学位移
授课题目：核磁共振与化学位移
授课时间： 课时：2
课时
授课类型：理论课
一、教学目的与要求
1、了解核磁共振中化学位移产生的原因；
2、了解化学位移的表示方法；
3、熟悉核磁共振化学位移的影响因素。
4、熟悉常见有机化合物的1H化学位移。
二、教学重点及难点
教学重点：化学位移的产生；核磁共振化学位移的影响因素。
教学难点：影响化学位移的各种因素
三、教学方法和手段
教学方法：讲授法、讨论法、图表分析
教学手段：多媒体课件教学
四、教学内容
核磁共振与化学位移
一、核磁共振与化学位移
理想化的、裸露的氢核；满足共振条件：
0 = H0 / (2 )
产生单一的吸收峰；
实际上，氢核受周围不断运动着的电子影响。在外磁场作用下，运
动着的电子产生相对于外磁场方向的感应磁场，起到屏蔽作用，使氢核
实际受到的外磁场作用减小：
H=（1- ）H0 ：屏蔽常数。 越大，屏蔽效应越大。 0 = [ / (2 ) ]（1- ）H0 由于屏蔽作用的存在，氢核产生共振需要更大的外磁场强度（相对于
裸露的氢核），来抵消屏蔽影响。
1、化学位移：
0 = [ / (2 ) ]（1- ）H0 由于屏蔽作用的存在，氢核产生共振需要更大的外磁场强度（相对于
裸露的氢核），来抵消屏蔽影响。
在有机化合物中，各种氢核周围的电子云密度不同（结构中不同位
置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位
移。
2、化学位移的表示方法
1．位移的标准
没有完全裸露的氢核，没有绝对的标准。
相对标准：四甲基硅烷 Si(CH3)4 （TMS）（内标）
位移常数 TMS=0
2．为什么用TMS作为基准?
（1）12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰；
（2）屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭；
（3）化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。
3、位移的表示方法
与裸露的氢核相比，TMS的化学位移最大，但规定 TMS=0，其他种
磁共振成像技术（核磁共振，MRI）是与CT几乎同步发展起来的医学成像技术。MRI作为最先进的影像检查技术之一，在许多方面有其独到的优势，尤其是近年来高场磁共振超快速成像与功能成像的出现，使得MRI的优势更为明显。但是，由于国情所限，MRI远没有CT普及，实际工作中，大量的病例本应首选MRI检查，却都进行了CT检查，因此造成的误诊及漏诊屡见不鲜。除病人经济情况的原因之外，临床医生对MRI的了解不足也是一个重要原因。 目前关于磁共振成像的书籍虽很多，专业性均很强，信息量也非常大，临床医生很难有时间仔细翻阅，但临床医生又急需了解磁共振的相关知识。鉴于此，我们编写了这本小册子，以期临床医生在阅读之后能够了解磁共振成像的临床应用价值、哪些情况下应当建议病人进行MRI检查、以及一些磁共振基本读片知识。 1 磁共振成像的特点 一、无损伤性检查。CT、X线、核医学等检查，病人都要受到电离辐射的危害，而MRI投入临床20多年来，已证实对人体没有明确损害。孕妇可以进行MRI检查而不能进行CT检查。
二、多种图像类型。CT、X线只有一种图像类型，即X线吸收率成像。而MRI常用的图像类型就有几十种，且新的技术和序列不断更新，理论上有无限多种图像类型。可根据组织特意性用不同的技术制造对比，制造影像，力求诊断疾病证据充分、客观、可靠。有更丰富的细节和依据方便医师作出明确的诊断，对疾病的治疗前及愈后作出更详细、系统的评估。
三、图像对比度高。磁共振图像的软组织对比度要明显高于CT。磁共振的信号来源于氢原子核，人体各处都主要由水、脂肪、蛋白质三种成分构成，它们均含有丰富的氢原子核作为信号源，且三种成分的MRI信号强度明显不同，使得MRI图像的对比度非常高，正常组织与异常组织之间对比更显而易见。CT的信号对比来源于X线吸收率，而软组织的X线吸收率都非常接近，所以MRI的软组织对比度要明显高于CT.
四、任意方位断层。由于我院MRI拥有1.5T高场强主磁体及先进的三维梯度系统逐点获得容积数据，所以可以在任意设定的成像断面上获得图像。 五、心血管成像无须造影剂增强。基于MRI特有的时间飞逝法（TOF）和相位对比法（PC）血流成像技术，磁共振血管成像（MRA）与传统的血管造影（DSA）相比，对人体无损伤性（不需要注射造影剂）、费用低、检查方便等优点。且随着MRI技术的不断进步，我院磁共振MRA的图像质量与诊断能力已与DSA非常接近，基于以上MR血管成像特性，MRA完全可作DSA术前筛查以及血管手术后复查。 六、代谢、功能成像。MRI的成像原理决定了MRI信号对于组织的化学成分变化极为敏感。我院在高场MRI系统上拥有丰富磁共振功能成像技术，划时代地实现了对于功能性疾病、代谢性疾病的影像诊断，同时也大大提高了对一些疾病的早期诊断能力，甚至可达到分子水平。 2 磁共振成像的原理 想获得人体的体层图像，任何成像系统都需要解决三方面问题：图像信号的来源、图像组织对比度的来源、图像空间信息的来源。磁共振成像也同样要解决这些问题。现对磁共振成像的原理作一简单介绍。 2.1 核磁共振信号的来源 磁共振成像，是依靠核磁共振现象来成像的。核磁共振现象，是指处于静磁场中的原子核系统受到一定频率的电磁波作用时，将在他们的磁能级间产生共振跃迁。 上述过程，是原子核与磁场发生的共振，所以称为核磁共振，因为“核”字涉嫌核辐射，所以业内将其改称为磁共振。 氢原子是人体中含量最多的元素，它的核只有一个质子，是最活跃、最易受磁场影响的原子核。所以磁共振成像采集的是氢原子核的信号。业内常把氢原子核简称为质子。 核磁共振现象是一个无法直观观察的现象，理解起来较为抽象，在此只作简要解释。
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I NMR信号
I 偶数 偶数 0 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。[1]
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。 当自旋核（spin nuclear）处于磁感应强度为的外磁场中时，除自旋外，还会绕B0运动，这种运动情况与陀螺的运动情况十分相像，称为拉莫尔进动（larmor process）。自旋核进动的角速度ω0与外磁场感应强度B0成正比，比例常数即为磁旋比（magnetogyric ratio)γ。式中ν0是进动频率。
ω0=2πν0=γB0 原子核在无外磁场中的运动情况如下图，微观磁矩在外磁场中的取向是量子化的（方向量子化），自旋量子数为I的原子核在外磁场作用下只可能有2I+ l个取向，每一个取向都可以 用一个自旋磁盘子数m来表示，m与I之间的关系是 m=I,I-1,I-2…-I
原子核在无外磁场中的运动情况
1H自旋核在外磁场中的两种取向示意图 原子核的每一种取向都代表了核在该磁场中的一种能量状态，I值为1/2的核在外磁场作用下只有两种取向，各相当于m=1/2 和m=-1/2，这两种状态之间的能量差ΔE值为
