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近十几年来,水和其它高极化核自旋体系中的分子间多量子相干(intermolecularMultipleQuantumCoherence,iMQC)现象在核磁共振领域引起了极大的兴趣。其在磁共振波谱学和医学磁共振成像等领域有许多重要的应用。采用简单的二脉冲CRAZED序列便能检测到iMQCs,对此iMQCs的性质、机理及其应用等的研究已相当成熟,但仍存在一些重要的问题有待解决,如在蛋白质等核磁共振实验中常常需要用到三脉冲或更复杂的序列。本论文的主要研究工作是将二脉冲的CRAZED序列扩展到三脉冲序列,研究三脉冲序列作用下的iMQC性质、机理及其应用。
由于分子内的MQCs至少需要三个脉冲才能检测到,因此利用两个脉冲进行iMQCs研究时不需要考虑常规的分子内MQC信号。此外,在研究iMQC性质、机理及其应用时,为表述的方便基本上采用不含标量耦合的简单高极化核自旋体系。然而,在实际应用中,大部分的实验样品都是含标量耦合的。这样在三脉冲作用下,会同时产生来自MQCs和iMQCs的信号。为此,本论文首先考察了在简单的二脉冲序列作用下,含标量耦合的高极化核自旋体系中标量耦合与偶极耦合共同作用产生的iMQCs的特性;随后考察了在三脉冲序列作用下,同时产生的MQCs与iMQCs信号的特征及其分离方法;虽然来自残留偶极相互作用的iMQCs有许多有意义的应用,但在诸如常规DQF、COSY等实验中将产生一些额外的干扰信号,从而使谱图难以分析。我们设计了新的实验方法以抑制高极化核自旋体系中的残留偶极相互作用;最后,我们利用三脉冲序列解决了用二脉冲序列难以解决的两个问题:一是利用三脉冲序列检测出孤立1/2自旋体系中纯的iSQCs与iZQCs信号;二是利用三脉冲序列实现对各阶iMQC信号的同时采样以节省实验时间。这些充分展现了三脉冲序列在iMQCs研究应用中的魅力和潜力。