核磁共振方法在复杂体系检测分析上的开发应用
发布时间：2021-11-23 08:12
核磁共振技术具有便捷、直观、对样品无损等优点,被广泛应用于基础科学研究、医疗卫生诊断,以及工业生产检测等各领域。但是在对组分结构相似、性质相近的复杂样品体系的实际应用中,不同组分的磁共振信号会相互影响干扰,最终影响观测效果。本文探索采用不同磁共振新技术新方法,包括核自旋单态制备滤波技术和核磁共振指纹谱技术,解决磁共振方法在实际应用中,样品信号观测时间短,相似样品信号复杂难以区分等常见问题。对于样品中特定目标信号难以观测的问题,研究通过核自旋单态技术提高目标分子弛豫时间,从而改进观测效果。本研究首先以三肽AGG（Ala-Gly-Gly）分子为研究对象,分别使用SLIC、M2S以及优化脉冲三种单态制备序列,探究不同脉冲序列对AGG分子中二自旋体系单态制备效率的影响。随后采用SLIC脉冲制备研究了多巴胺分子中三自旋体系在不同浓度,以及多种有机物混合溶液条件及凝胶状态下的单态制备与观测效果,实现了对复杂有机混合物体系中多巴胺分子信号的特异性识别检测。而对含有大量组分相似性质相近的饱和或不饱和脂肪酸的植物性食用油,本研究尝试采用核磁共振指纹谱技术,设计新脉冲序列,采集建立植物油指纹谱的标准曲面,...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AGG分子在氘水中的分子结构图
华东师范大学硕士学位论文7了其可行性。图2-1AGG分子在氘水中的分子结构图2.2.1制备选定二自旋体系核自旋单态的三种脉冲序列图2-2、2-3和2-4即为用于制备AGG分子中二自旋体系Hc、Hc’核自旋单态的三种脉冲序列。SLIC脉冲常用于制备强耦合二自旋体系的单态，完整脉冲的施加过程如图2-2所示：先施加一个90°的硬脉冲，脉冲方向为y方向；再进行x方向的自旋锁定，施加时间为τSL，覆盖的功率范围为二自旋体系的J耦合大小；然后经过梯度场g1和较长时间τm的cw去耦脉冲作用后，再经过梯度场g2；接着经过一次x方向的自旋锁定后，最后对信号进行采样检测。图2-2制备AGG中二自旋体系Hc、Hc’核自旋单态的SLIC脉冲序列M2S技术可用于研究同核二自旋系统和近等效异核系统，这种技术基于缓慢切换自旋锁定激发场来实现横向磁化强度和单态之间互相高效转化。M2S序列能够将磁化强度转化为单态，而S2M序列则能够将单态转化为可观测到横向磁化强度。基于M2S原理的完整脉冲的施加过程如图2-3所示：先施加一组M2S组合脉冲，然后经过梯度场g1，随后经过较长时间的cw去耦脉冲作用后，接着经过
华东师范大学硕士学位论文8梯度场g2，再施加一组S2M组合脉冲后，最后对信号进行采样检测。M2S组合脉冲如图中M2S模块所示，先施加一个90°的硬脉冲，脉冲方向为y方向，再施加n1个180°脉冲，然后施加一个90°的硬脉冲，脉冲方向为x方向；经过τe/2时间后，再施加n2个180°脉冲。以相反的时间顺序运行M2S序列，就可以获得S2M序列。图2-3制备AGG中二自旋体系Hc、Hc’核自旋单态的M2S脉冲序列同样，利用优化控制的脉冲技术也可以实现对AGG分子中Hc、Hc’二自旋体系的单态制备。优化控制的脉冲施加过程如图2-4所示：先施加一组优化脉冲，然后经过梯度场g1，经过较长时间的cw去耦脉冲作用后，经过梯度场g2，再施加与之前相同的优化脉冲后，最后对信号进行采样检测。优化控制脉冲技术的基本原理是基于数值计算的GRAPE方法[31]，其主要思路是：将整个脉冲分成若干个小脉冲片段，通过不断改变各个小脉冲的幅度和相位，不断提高初始态转移到目标态的转移效率。考虑一个自旋量子为1/2的两自旋耦合体系，其哈密顿量可以表示为：()=()+()这里()为自旋体系的内部哈密顿量，()代表射频脉冲的作用，在时刻T=时，自旋体系的密度算符能够从最初的初始态(0)演化为中间态：()=21(0)1+2++，
【参考文献】：
期刊论文
[1]核自旋单重态的制备及其转化效率和寿命的影响因素分析[J]. 刘慧霞,辛家祥,魏达秀,姚叶锋. 波谱学杂志. 2020(02)
[2]低场核磁共振技术在油脂掺伪鉴别中的应用[J]. 杜蘅,胡毓元,盖争艳,郭怡雯,郭涛. 中国粮油学报. 2019(03)
[3]“十三五”以来中国油料及食用植物油供需形势分析与展望[J]. 张雯丽. 农业展望. 2018(11)
[4]食用油掺假检测方法[J]. 张慧. 现代食品. 2018(16)
[5]食用植物油掺假鉴别研究进展[J]. 喻晴,钟培培,王远兴. 中国油脂. 2018(06)
[6]食用油掺伪的1H NMR判别[J]. 郝景昊,李中贤,何金环,王强. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2018(10)
[7]LF-NMR结合化学模式识别鉴别油脂种类及餐饮废弃油脂[J]. 毛锐,王欣,史然. 分析测试学报. 2017(03)
[8]中国食用植物油消费发展及展望[J]. 李淞淋,张雯丽. 农业展望. 2016(09)
[9]食用油与人体健康[J]. 程正载,龚凯,罗灿,张卫星,高松,吕早生,胡杰. 化学教学. 2014(11)
[10]基于色泽检测技术的油脂中戊二醛含量快速检测[J]. 张浩,王若兰. 农业工程学报. 2014(18)
博士论文
[1]固体NMR中偶极重耦技术及其应用[D]. 侯广进.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所） 2007
本文编号：3513477
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AGG分子在氘水中的分子结构图
华东师范大学硕士学位论文7了其可行性。图2-1AGG分子在氘水中的分子结构图2.2.1制备选定二自旋体系核自旋单态的三种脉冲序列图2-2、2-3和2-4即为用于制备AGG分子中二自旋体系Hc、Hc’核自旋单态的三种脉冲序列。SLIC脉冲常用于制备强耦合二自旋体系的单态，完整脉冲的施加过程如图2-2所示：先施加一个90°的硬脉冲，脉冲方向为y方向；再进行x方向的自旋锁定，施加时间为τSL，覆盖的功率范围为二自旋体系的J耦合大小；然后经过梯度场g1和较长时间τm的cw去耦脉冲作用后，再经过梯度场g2；接着经过一次x方向的自旋锁定后，最后对信号进行采样检测。图2-2制备AGG中二自旋体系Hc、Hc’核自旋单态的SLIC脉冲序列M2S技术可用于研究同核二自旋系统和近等效异核系统，这种技术基于缓慢切换自旋锁定激发场来实现横向磁化强度和单态之间互相高效转化。M2S序列能够将磁化强度转化为单态，而S2M序列则能够将单态转化为可观测到横向磁化强度。基于M2S原理的完整脉冲的施加过程如图2-3所示：先施加一组M2S组合脉冲，然后经过梯度场g1，随后经过较长时间的cw去耦脉冲作用后，接着经过
华东师范大学硕士学位论文8梯度场g2，再施加一组S2M组合脉冲后，最后对信号进行采样检测。M2S组合脉冲如图中M2S模块所示，先施加一个90°的硬脉冲，脉冲方向为y方向，再施加n1个180°脉冲，然后施加一个90°的硬脉冲，脉冲方向为x方向；经过τe/2时间后，再施加n2个180°脉冲。以相反的时间顺序运行M2S序列，就可以获得S2M序列。图2-3制备AGG中二自旋体系Hc、Hc’核自旋单态的M2S脉冲序列同样，利用优化控制的脉冲技术也可以实现对AGG分子中Hc、Hc’二自旋体系的单态制备。优化控制的脉冲施加过程如图2-4所示：先施加一组优化脉冲，然后经过梯度场g1，经过较长时间的cw去耦脉冲作用后，经过梯度场g2，再施加与之前相同的优化脉冲后，最后对信号进行采样检测。优化控制脉冲技术的基本原理是基于数值计算的GRAPE方法[31]，其主要思路是：将整个脉冲分成若干个小脉冲片段，通过不断改变各个小脉冲的幅度和相位，不断提高初始态转移到目标态的转移效率。考虑一个自旋量子为1/2的两自旋耦合体系，其哈密顿量可以表示为：()=()+()这里()为自旋体系的内部哈密顿量，()代表射频脉冲的作用，在时刻T=时，自旋体系的密度算符能够从最初的初始态(0)演化为中间态：()=21(0)1+2++，
【参考文献】：
期刊论文
[1]核自旋单重态的制备及其转化效率和寿命的影响因素分析[J]. 刘慧霞,辛家祥,魏达秀,姚叶锋. 波谱学杂志. 2020(02)
[2]低场核磁共振技术在油脂掺伪鉴别中的应用[J]. 杜蘅,胡毓元,盖争艳,郭怡雯,郭涛. 中国粮油学报. 2019(03)
[3]“十三五”以来中国油料及食用植物油供需形势分析与展望[J]. 张雯丽. 农业展望. 2018(11)
[4]食用油掺假检测方法[J]. 张慧. 现代食品. 2018(16)
[5]食用植物油掺假鉴别研究进展[J]. 喻晴,钟培培,王远兴. 中国油脂. 2018(06)
[6]食用油掺伪的1H NMR判别[J]. 郝景昊,李中贤,何金环,王强. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2018(10)
[7]LF-NMR结合化学模式识别鉴别油脂种类及餐饮废弃油脂[J]. 毛锐,王欣,史然. 分析测试学报. 2017(03)
[8]中国食用植物油消费发展及展望[J]. 李淞淋,张雯丽. 农业展望. 2016(09)
[9]食用油与人体健康[J]. 程正载,龚凯,罗灿,张卫星,高松,吕早生,胡杰. 化学教学. 2014(11)
[10]基于色泽检测技术的油脂中戊二醛含量快速检测[J]. 张浩,王若兰. 农业工程学报. 2014(18)
博士论文
[1]固体NMR中偶极重耦技术及其应用[D]. 侯广进.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所） 2007
本文编号：3513477
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