基于实时纯化学位移技术的核磁共振弛豫时间测量方法及其在复杂样品中的应用

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:njuchen1986
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核磁共振(Nuclearmagneticresonance,NMR)方法作为一种有效的物质检测与分析手段,由于其无损检测等特性,得到了快速的发展和广泛的应用。弛豫时间与化学位移、自旋-自旋偶合(JHH)等参数的结合使用,使核磁共振方法在结构解析、成分分析以及分子动力学研究中具有其他检测方法无法比拟的优势。无论对于核磁共振波谱方法,还是核磁共振成像方法来说,纵向弛豫(T1)和横向弛豫(T2)都是很重要的基本参数,能为核磁共振分子动力学研究提供有效信息。在一般情况下,商业核磁共振仪器中常规的T1和T2弛豫测量分别采用的是反转恢复(Inversion Recovery,IR)和自旋回波(Carr-Purcell Meiboom-Gill,CPMG)脉冲序列。这两种脉冲序列都基于常规一维核磁共振1H谱,通过测量信号强度随反转恢复延迟(IR实验)或总自旋回波延迟(CPMG实验)变化而产生的变化,拟合出相应的指数方程,从而计算出T1或T2弛豫时间。对于谱峰分辨率较好的简单样品来说,在弛豫测量实验中可以通过对化学位移维上所有谱峰进行归属并跟踪它们的强度变化来得到结果。然而,对于复杂样品而言,其所包含的大量组分及其一维1H谱所包含的大量复杂J偶合裂分,往往导致谱峰拥挤,从而阻碍弛豫的精确测量。此外,尽管IR实验的反转恢复延迟和CPMG实验的总自旋回波延迟期间均不受磁场不均匀的影响,但在采样期间,不均匀磁场会引起谱线增宽,从而进一步影响弛豫精确测量。本篇论文提出了基于实时纯化学位移技术的核磁共振T1和T2弛豫测量方法,分别命名为“实时ZS-IR”和“实时ZS-CPMG”。得益于ZS纯化学位移技术,新方法能够消除J偶合裂分,简化谱图,从而克服谱峰拥挤的问题,同时新方法还能消除沿静磁场方向磁场不均匀的影响。不仅如此,由于采用了实时纯化学位移采样模式,新方法具有与常规IR和CPMG弛豫实验相同的采样效率。为了验证新方法的有效性,首先进行了理论分析,随后分别以溴代正丁烷为简单化学溶液,以奎宁为复杂样品,以阿奇霉素为真实样品,进行了实验,进一步验证了该T1和T2弛豫测量方法从拥挤且展宽的核磁共振谱峰中获取精确弛豫信息的能力。理论和实验结果均可证明,实时ZS-IR和实时ZS-CPMG方法可作为常规IR和CPMG弛豫测量方法应用于复杂样品体系或非理想磁场条件下的有力补充。
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