网络信息:核磁共振是什么?

导读今天,我们来讲一些关于核磁共振是什么的信息。很多朋友对核磁共振是什么的一些信息感兴趣。边肖今天整理了一些资料,希望能帮助到有需要的

今天,我们来讲一些关于核磁共振是什么的信息。很多朋友对核磁共振是什么的一些信息感兴趣。边肖今天整理了一些资料,希望能帮助到有需要的朋友。

核磁共振(NMR)是磁矩非零的原子核在外磁场作用下,在自旋能级上发生塞曼分裂,共振吸收一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振谱是光谱学的一个分支,它的共振频率在无线电频段,对应的跃迁是核自旋在核塞曼能级的跃迁。

核磁共振(NMR)是磁矩非零的原子核在外磁场作用下,在自旋能级上发生塞曼分裂,共振吸收一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振谱是光谱学的一个分支,它的共振频率在无线电频段,对应的跃迁是核自旋在核塞曼能级的跃迁。

磁共振成像的应用:磁共振成像已成为一种常见的影像检查方法。MRI作为一种新的影像检查技术,不会影响人体健康,但有六类人群不适合做MRI检查,即有心脏起搏器者、有或疑似眼内金属异物者、动脉瘤银夹结扎者、体内有金属异物或金属假体者、有生命危险的危重患者、幽闭恐惧症患者等。不要带监控仪器、救援设备等。进入核磁共振检查室。另外,怀孕不到3个月的孕妇,最好不要做核磁共振。

核磁共振

发现病变

磁共振成像(MRI)是一种基于核磁共振原理的新型医学成像技术。对脑、甲状腺、肝、胆、脾、肾、胰腺、肾上腺、子宫、卵巢、前列腺等实质器官,以及心脏、大血管都有极佳的诊断功能。与其他辅助检查方法相比,核磁共振成像具有成像参数更多、扫描速度更快、组织分辨率更高、图像更清晰等优点。它可以帮助医生“看到”不易察觉的早期病变,已成为肿瘤、心脏病、脑血管疾病早期筛查的利器。

据了解,由于金属会干扰所施加的磁场,因此患者在进行核磁共振成像前必须将体内所有金属物体取出。不要佩戴有磁性的物品,如手表、金属项链、假牙、金属纽扣、金属避孕环等。做核磁共振检查。此外,佩戴心脏起搏器,体内有顺磁性金属植入物,如金属夹、支架、钢板、螺钉等,都无法通过磁共振成像检查。上腹部(如肝脏、胰腺、肾脏、肾上腺等。)一定要空腹检查,但是检查前可以喝足够的水,有助于胃和肝脾的界限更清晰。

耦合常数

自旋耦合的度量称为自旋的耦合常数,用符号J表示,J的值表示耦合的强度。J的左上角常标有数字,表示两个耦合核之间的键数,J的右下角标有其他信息。耦合常数本质上是质子自旋分裂时两个核磁共振能量之差,可以用共振吸收的位置差来反映,也就是图上分裂峰之间的距离。

耦合常数的大小与两个活性核之间的相对位置有关,并且会随着分离键数的增加而迅速减弱。一般来说,当两个质子被小于或等于三个单键隔开时,可以发生耦合分裂,当被三个以上的单键隔开时,耦合常数趋于零。例如,在丁酮中,Ha和Hb之间有三个单键,因此它们之间可以发生偶联裂解。而Ha与Hb之间或Hb与Hc之间有三个以上的单键,所以它们之间的耦合作用极弱,即耦合常数趋于零。然而,两个中间插入双键或三键的质子可以远程耦合。

化学位移随着外磁场的变化而变化。与化学位移不同,耦合常数不随外磁场的变化而变化。因为自旋耦合是磁芯之间相互作用的结果,是通过成键电子来传输的,不涉及外部磁场。因此,当化学位移形成的峰与耦合分裂峰不易区分时,可以通过改变外磁场来区分。

自旋耦合和自旋分裂

这两张图是分别由低分辨率NMR和高分辨率NMR得到的乙醛(CH3CHO)的PMR图。对比这两张图谱可以发现,乙醛在低分辨率核磁共振仪做出的图谱中只有两个单峰。在高分辨光谱中,得到两组峰,分别是双峰和四峰。乙醛的低分辨率光谱和高分辨率光谱的峰数差异是由于在分子中,不仅核外的电子会影响质子的共振吸收,相邻质子之间的相互作用也会影响彼此的核磁共振吸收。并引起谱线的增加。原子核之间的这种相互作用被称为自旋-自旋耦合,简称自旋耦合。自旋耦合导致谱线增加的现象称为自旋-自旋分裂,简称自旋分裂。

自旋耦合的原因

谱线分裂是如何发生的?在外磁场的作用下,质子会自旋,自旋的质子会产生一个小磁矩,通过成键价电子的转移影响相邻的质子。质子的自旋有两个方向。如果自旋时外磁场感应强度为与外磁场对齐的质子,其相邻质子感受到的总磁感应强度为B0-B’,自旋时与外磁场对齐的质子相反,则相邻质子感受到的总磁感应强度为B0-B’。因此,当核磁共振发生时,一个质子发出的信号分裂成两个,这就是所谓的自旋分裂。一般来说,自旋分裂现象只发生在被三个化学键分开的不相等的质子之间。

等效磁不等价

在一个分子中,具有相同化学位移的原子核称为等效化学位移原子核。当一个分子中两个相同的原子处于相同的化学环境中时,称为化学等价(C

hemical equivalence),化学等价的质子必然具有相同的化学位移,例 如 CH2Cl2 中的两个 1H 是化学等价的,它们的化学位移也是相同的。但具有相同化学位移的质 子未必都是化学等价的。判别分子中的质子是否化学等价,对于识谱是十分重要的,通常判别的依据是:分子中的质子,如果可通过对称操作或快速机制互换,它们是化学等价的。通过对称轴 旋转而能互换的质子叫等位质子(homotopic proton)。

等位质子在 任何环境中都是化学等价的。通过镜面对称操作能互换的质子叫对映异位质子(enantiotopic Pmton)。一组化学位移等价(chemical shift equivalence)的核,如对组外任何其它核的偶合常数彼此之间 也都相同,那么这组核就称为磁等价(magnetic equivalence)核或磁全同核。显然,磁等价的核一定是化学等价的,而化学等价的核不一定是磁等价的。

在判别分子中的质子是否化学等价时,下面几种情况要予以注意。

⑴与不对称碳原子相连的 CH2 上的两个质子是化学不等价的。不对称碳原子的这种影响可以延伸到更 远的质子上。

⑵在烯烃中,若双键上的一个碳连有两个相同的基团,另一个双键碳连有两个氢,则这两 个氢是化学等价的,与带有某些双键性质的单键相连的两 个质子,在单键旋转受阻的情况下,也能用同样的方法来判别它们的化学等价性。

⑶有些质子在某些条件下是化学不等价的,在另一些条件下是化学等价的。例如环己烷 上的 CH2,当分子的构象固定时,两个质子是化学不等价的,当构象迅速转换时,两个质子是化学等价的。只有化学不等价的质子才能显示出自旋偶合。

曲线和峰面积

核磁共振谱中,共振峰下面的面积与产生峰的质子数成正比,因此峰面积比即为不同类型质 子数目的相对比值,若知道整个分子中的质子数,即可从峰面积的比例关系算出各组磁等价质子 的具体数目。核磁共振仪用电子积分仪来测量峰的面积,在谱图上从低场到髙场用连续阶梯积 分曲线来表示。积分曲线的总髙度与分子中的总质子数目成正比,各个峰的阶梯曲线髙度与该 峰面积成正比,即与产生该吸收峰的质子数成正比。各个峰面积的相对 积分值也可以在谱图上直接用数字显示出来,如果将含一个质子的峰的面积指定为 1,则图谱上 的数字与质子的数目相符。

图谱的简化

一级图谱比较简单,可以直接根据上面所述几个方面来进行剖析,但解剖的顺序可以根据实 际情况灵活掌握。高级图谱的谱线一般都很复杂,难以直接剖析,为了便于解剖,最好在剖析前, 先采用合理的方法简化图谱 a 简化图谱常用的方法请参阅有关专著。

去偶处理

13C 的核磁共振原理与 1H 的核磁共振原理相同,因此 13C 与直接相连的氢核也会发生偶合作用。由于有机分子大都存在碳氢键,从而使裂分谱线彼此交叠,谱图变得复杂而难以辨认,只有通过去偶处理,才能使谱图变得清晰可辨。最常用的去偶法是质子(噪声)去偶法。该法采用双照射法,照射场(H2)的功率包括所有处于各种化学环境中氢的共振频率,因此能将 13C 与所有氧核的偶合作用消除,使只含 C、H、O、N 的普通有机化合物的 13C-NMR 谱图中,13C 的信号都变成单峰,即所有不等性的 13C 核都有自己的独立信号。因此,该法能识别分子中不等性的碳核。下图是丙酮的 13C 谱。(a)是偶合谱,(b)是质子去偶谱。在偶合谱中,羰基碳(δ=206.7)与六个氢发生二键偶合,裂分成七重峰,α碳(δ=30.7)与三个氢发生一键偶合,裂分成四重峰。在质子去偶谱中,羰基碳和α碳的裂分峰均变成了单峰。丙酮有两个相同的α碳和一个羰基碳,α碳的峰强度较羰基碳的峰强度大。质子(噪声)去偶碳谱就是通常说的碳谱,又称为宽带去偶碳谱,用 13C{H}表示。其它去偶的方 式还很多,有兴趣的读者请参阅有关专著。

以上就是关于核磁共振是什么对比这方面的一些信息了 小编整理的这些讯息希望对童鞋们有所帮助。