核磁共振谱_精品文档优质PPT.pptx
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紫外和红外吸收光谱是分子分别吸收波长为200400nm和2.525m的辐射后,分别引起分子中电子的跃迁和原子振动能级的跃迁。
而核磁共振波谱中是用波长很长(约106109m,在射频区)、频率为兆赫数量级、能量很低的电磁波照射分子,这时不会引起分子的振动或转动能级的跃迁,更不会引起电子能级的跃迁。
但这种电磁波能与处在强磁场中的磁性原子核相互作用,引起磁性的原子核在外磁场中发生磁能级的共振跃迁,从而产生吸收信号。
这种原子核对射频电磁波辐射的吸收就称为核磁共振波谱,核磁共振谱简介,核磁共振谱研究对象,原子核直径大小,核磁共振现象的产生条件,1,2,3,核有自旋(磁性核),核有自旋(磁性核),核有自旋(磁性核),外磁场,能级裂分,在基态下核自旋是无序的,彼此之间没有能量差。
它们的能态是简并的:
磁场的作用(对I=),m=gIh/2p,=gh/4p,由于原子核具有核磁矩,当外加一个强磁场时(Ho),核磁矩的取向会与外磁场平行或反平行:
Ho,取向与外磁场平行核的数目总是比取向反平行的核稍多。
外磁场,能级裂分,能量和布居数,当外加一个磁场时,取向与外磁场(Ho)平行和反平行的核之间会有能量差:
进动频率与外磁场的比值为0/H0=/2,原子核的能量(对于一个核自旋)与核磁矩和外加磁场的大小成正比:
E=-m.HoE(up)=ghHo/4p-E(down)=-ghHo/4pDE=ghHo/2p这个能量的差就是每个核可以吸收的能量(与信号的强度和灵敏度直接相关):
磁体的磁场越强(大的Ho),NMR谱仪的灵敏度就越高。
具有较大g值的核,吸收或发射的能量就越大,也就越灵敏。
灵敏度与m、NaNb及“线圈的磁通量”都成正比,这三者都与g成正比,所以灵敏度与g3成正比如果考虑同位素的天然丰度,13C(1%)的灵敏度要比1H低上6400倍。
能量和灵敏度,g13C=6,728rad/Gg1H=26,753rad/G,仅仅是g的原因,1H的灵敏度就大约是13C的64倍,进动频率与外磁场的比值为0/H0=/2,能量和频率,能量与频率是相关的,我们可以作一些简单的数学变换:
DE=hnn=gHo/2pDE=ghHo/2p对于1H来说,在通常的磁体中(2.35-18.6T),其共振的频率在100-800MHz之间。
对13C,是其频率的1/4。
无线电波波长最长,能量最小,核磁共振条件,在外磁场中,原子核能级产生裂分,由低能级向高能级跃迁,需要吸收能量。
能级量子化。
射频振荡线圈产生电磁波。
对于氢核,能级差:
E=2H0(磁矩)产生共振需吸收的能量:
E=2H0=h0由拉莫进动方程:
0=20=H0;
共振条件:
0=H0/
(2)(核磁共振理论基础),核磁共振条件,
(1)核有自旋(磁性核)
(2)外磁场,能级裂分;
(3)进动频率与外磁场的比值0/H0=/2,核磁共振条件,核磁共振应用实例,可多方位、多层面成像,以二维、三维方式显示人体的解剖结构和病变,不仅能达到定位诊断,对定性诊断亦有重要的参考价值对软组织的反差大,具有高分辨力,对确定炎症、水肿、肿瘤等病变范围十分明确,尤其是对外科确定手术范围提供了非常可靠的依据,核磁共振检查,核磁共振波谱仪器,利用不同元素原子核性质的差异分析物质的磁学式分析仪器。
这种仪器广泛用于化合物的结构测定,定量分析和动物学研究等方面。
它与紫外、红外、质谱和元素分析等技术配合,是研究测定有机和无机化合物的重要工具,核磁共振波谱仪器,恒定磁场,施加全频脉冲,产生共振,采集产生的感应电流信号,经过傅立叶变换获得核磁共振谱图。
核磁共振波谱仪器(H谱),核磁共振谱(NMR),