核磁共振基本原理及實(shí)現(xiàn)方法(編輯修改稿)
2024-11-14 16:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 強(qiáng)度的增大而增大，如下圖所示。 核的回旋 將自旋核置于一均勻外磁場(chǎng) B0 中，若 B0 與核磁矩成一夾角θ ，這時(shí)，外磁場(chǎng)將產(chǎn)生一個(gè)力矩作用于自旋核，迫使其取向于 B0 ,從而產(chǎn)生繞自旋軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，繞 B0 進(jìn)行回旋的運(yùn)動(dòng) —— 拉摩爾進(jìn)動(dòng) 。 θ 核的 回旋角頻率 為： ω ＝ 2π v0＝ γ B0 式中， v0為核的 回旋頻率 。 v0＝ γ B0/ 2π 核磁共振 在與 外磁場(chǎng) B0 垂直的方向上施加一個(gè)頻率為 v 的 交變射頻場(chǎng) B1，當(dāng) v 與核的回旋 v0 相等時(shí)，自旋核能夠吸收射頻場(chǎng)的能量，由低能級(jí)的自旋狀態(tài)躍遷至高能級(jí)的自旋狀態(tài)，產(chǎn)生自旋的倒轉(zhuǎn)和共振吸收信號(hào)，這種現(xiàn)象叫核磁共振。 即有： 射頻頻率 v ＝ v0＝ γB0/ 2π 此時(shí)，射頻 v 所具有的能量 hv正好核在 B0中產(chǎn)生的核自旋能級(jí)差相等。即： hv ＝ ⊿ E ＝ γ hB0/ 2π＝ h v0 v ＝ v0＝ γB0/ 2π 對(duì)于同一種核， γ為一常數(shù)， 故當(dāng) B0增大時(shí)，其共振頻率也要相應(yīng)增加。 例如，當(dāng) B0＝ T 時(shí)， 1H 的共振頻率為 60 MHZ。 而當(dāng) B0＝ T 時(shí)， 1H 的共振頻率為 100 MHZ。 對(duì)于不同種類的核， 其 γ不同，因此，當(dāng) B0相同時(shí)，它們的共振頻率各不相同。 例如，當(dāng) B0＝ T時(shí)， 1H 核的共振頻率為 100 MHZ，而 13C 核的共振頻率為 25 MHZ。 弛豫過程（ Relaxation） 在外磁場(chǎng) B0中， I = 1/ 2的核，有兩種自旋取向： (1) 低能級(jí)自旋取向，與外磁場(chǎng)平行，磁量子數(shù) ｍ ＝＋ 1/ 2。 (2) 高能級(jí)自旋取向，與外磁場(chǎng)相反，磁量子數(shù) ｍ ＝－ 1/ 2。 不同能級(jí)上分布的核數(shù)目可由 Boltzmann 方程計(jì)算： ?????? ???????? ??????????? ???kThkTEkTEENN jiji ?e x pe x pe x p 若取 1H 核的共振頻率為 100 MHZ，溫度為 298K，可得： 9 9 9 9 8 ssJ298103 8 0 6 x p 1123634????????????????????????jiNN 計(jì)算結(jié)果表明， 兩能級(jí)上的核數(shù)目差約為 ?10－ 5 ， 處于低能態(tài)自旋取向的核僅占微弱多數(shù)； 用適當(dāng)頻率的射頻照射時(shí)，處于低能態(tài)自旋取向的核
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