不均匀不稳定磁场下的高分辨核磁共振新技术—分子间多量子相干及其应用初探

摘要

本论文着重研究了通过iMQC在不均匀不稳定场下获得高分辨率NMR谱的方法，主要研究成果有： 一、系统研究探讨了基于各类回波的高分辨方法特别是iMQC方法的高分辨性质和机理，揭示了回波类高分辨谱学的原理是被观测自旋核的化学位移不能在回波波峰处重聚。比较和总结各个高分辨方法的优缺点，阐述了iMQC高分辨方法的优越性。这些工作对以后NMR高分辨谱学提供了重要的理论基础和实验依据。 二、利用iMQC方法模拟研究了高分辨谱、活体定域磁共振波谱(MagneticResonance Spectroscopy，，MRS)和磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)。提出了通过组合脉冲和相位循环的高分辨方法以改善溶剂峰压制效果的两种序列，该效果得到实验和模拟的证实。对分层和套管两个模型进行MRS和MRI的模拟研究，探讨了远程偶极场穿越墙壁到达另一区间的有关现象，其模拟结果为今后iMQC在MRS和MRI方面的研究提供理论依据。 三、提出了一种基于iMQC技术的快速采集2D谱的脉冲序列，以消除磁场不均匀性的影响并有效地压制溶剂峰，并可得到3倍放大的表观 J耦合常数。该序列通将实验时间从几小时缩短至几分钟。该序列结合选择性激励脉冲、相干选择梯度场和相位循环技术，以及采用分子间二量子相干滤掉很强的传统单量子信号的方法来抑制溶剂峰。还研究了其压制效果与软脉冲翻转角的关系。 四、提出分子间零量子相干的频闪采样来获取不均匀不稳定磁场下的高分辨谱。在阻抗或混合磁体的较大不稳定度不均匀度的磁场下，采用全为硬脉冲的SA—HOMOGENIZED脉冲序列来消除不均匀不稳定效应。而针对较小的不稳定不均匀度的磁场但有强溶剂峰的MRS场合，提出了含分子间二量子滤波的可抑制溶剂峰的 SA—iDH脉冲序列。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：专用缩写词英汉对照表

声明

第一章绪论

1.1分子间多量子相干现象

1.2 CRAZED脉冲序列的分子间多量子相干的理论描述

1.2.1 CRAZED脉冲序列

1.2.2经典理论描述—远程偶极场方法

1.2.3量子理论描述—分子间多量子相干方法

1.2.4量子－经典理论描述

1.3分子间多量子相干的性质

1.3.1信号强度及最佳脉冲翻转角

1.3.2纵向弛豫时间

1.3.3横向弛豫时间

1.3.4表观扩散系数

1.4分子间多量子相干的应用

1.4.1微观结构测量

1.4.2磁共振成像和功能磁共振成像

1.4.3不均匀不稳定磁场下的高分辨率谱和溶剂峰压制

1.5论文结构

参考文献

第二章不均匀磁场下高分辨NMR方法及其机理

2.1引言

2.2分子内多量子相干方法

2.2.1多量子相干

2.2.2相干转移回波

2.3章动回波方法

2.3.1磁体外NMR

2.3.2章动回波

2.3.3一维和二维章动回波谱

2.4 NOE方法

2.5分子间多量子相干方法

2.5.1分子间多量子相干

2.5.2分子间零量子相干方法

2.5.3分子间二量子相干方法

2.6讨论总结

2.6.1基于回波的高分辨方法的机理

2.6.2基于自旋间相互作用的微观效应的高分辨方法的比较

2.7本章小结

参考文献

第三章通过iMQC获取高分辨NMR谱和成像的模拟

3.1引言

3.2理论和模拟算法

3.2.1非线性Bloch方程

3.2.2积算符矩阵

3.2.3远程偶极场和扩散的模拟算法

3.3 NMR高分辨谱和成像的模拟

3.3.1高分辨NMR谱模拟

3.3.2 MRS和MRI模拟

3.4本章小结

参考文献

第四章不均匀场下快速高分辨NMR的iMQC技术

4.1引言

4.2理论和方法

4.2.1脉冲序列及其iMQC理论推导

4.2.2谱峰不均匀增宽方向和J调制

4.3实验、结果与讨论

4.3.1实验设置

4.3.2实验结果

4.3.3讨论

4.4本章小结

参考文献

第五章不稳定不均匀场下高分辨NMR的iMQC方法

5.1引言

5.2理论和方法

5.2.1 CPMG-HOMOGENIZED脉冲序列

5.2.2适用于较大不稳定不均匀场的SA-HOMOGENIZED脉冲序列

5.2.3适用于MRS的SA-IDH脉冲序列

5.3实验

5.4结果与讨论

5.4.1 HOMOGENIZED类脉冲序列的实验结果

5.4.2 SA-iDH的实验结果

5.4.3讨论

5.5本章小结

参考文献

第六章总结和展望

6.1本文总结

6.2展望

攻读博士期间论文发表情况

致谢