高分辨核磁共振(NMR)波谱能够提供分子组成和结构信息,得到了广泛的应用。目前利用分子间多量子相干(iMQC)方法在不均匀磁场中获得较高分辨率谱,都是用绝对值方式显示谱图,因此重建后谱峰线宽较大。本项目首次提出在不均匀磁场下通过获取iMQC二维纯吸收谱,并重建获得线宽减小的一维谱,以提高谱图分辨率。本项目将开展的研究(1)深入研究iMQC信号特点,分析影响谱图分辨率的内在因素和外在条件,建立获取二维纯吸收谱的物理模型。(2)设计新脉冲序列,采集互补的二维谱以抵消色散分量获取吸收谱;结合计算机模拟和实验验证优化脉冲序列。(3)改进滤波器对角化方法,将其应用于处理iMQC信号,重构数据提取吸收分量获取二维吸收谱。(4)分析和比较上述两方法的优缺点及应用范围,并尝试有机结合它们的优点以获取最佳效果。通过以上研究,本项目最终建立不均匀磁场下获取更高分辨率NMR谱的新方法,以促进NMR技术的发展。
nuclear magnetic resonance;inhomogeneous magnetic field;high resolution spectra;absorptive spectra;intermolecular multiple quantum coherence
在不均匀磁场下,难以通过常规的技术获得高分辨核磁共振谱图。在本项目的支持下,我们从理论上分析了分子间多量子相干信号特点,不同阶信号之间的相对优缺点,分析了影响谱图分辨率的内在因素和外在条件,定量研究了不均匀磁场对信号造成的影响,建立合适的数学物理模型。我们设计新脉冲序列,采用恒时采样策略,获取互补的分子间零量子和分子间双量子信号,巧妙重组两类信号,消除色散分量,获取吸收谱。通过分子内零量子相干、分子间单量子相干、采取施加不对称梯度等方式降低不均匀磁场的影响,获取高分辨谱图。引入哈德曼编码技术和空间编码技术等,发展快速采样技术,减少采样时间,开发相应的信号处理算法,并编写相应的处理代码。通过反转检测、选择性移动谱峰等手段,缩小检测谱宽,提高谱图分辨率。设计多量子滤波方式,引入激发雕刻方法和化学位移选择方法,有效压制强溶剂峰信号。