核磁共振波谱仪检测灵敏度及其优化技术

发布时间：2020-05-01 19:47

【摘要】： 众所周知,核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)仪器已广泛应用于小到物质分子结构与动力学研究,大到对人体进行成像,获得生理解剖、大脑功能活动信息等众多领域,成为解决重大科学、经济、环境以及社会问题的十分重要的仪器设备。本文结合500MHz核磁共振波谱仪研究课题的整机联试和指标测试工作,从理论和实验两方面分析讨论液体高分辨核磁共振波谱仪的检测灵敏度及相关的优化技术。 1、首先简单介绍了现代核磁共振波谱仪的基本结构,介绍了与检测灵敏度相关的技术参数:灵敏度、90°脉冲宽度、分辨率与线形、旋转边带等。 2、从理论上分析了磁场强度、样品浓度与体积、探头的品质因子、噪声、射频场强度和弛豫时间等因素对核磁共振谱仪检测灵敏度的影响。很显然,增强信号和降低噪声是提高探测灵敏度的两个主要方面。高的静磁场强度、高品质因子和填充系数的探头、低噪声的电子线路是提高信噪比的关键。 3、从谱仪研制角度,探讨提高灵敏度的方法及措施,并重点讨论了5mm 500MHz间接检测探头的结构设计、低噪声前置放大器的研制和射频系统的设计等关键技术问题。 4、最后,结合核磁共振波谱仪的应用和实际操作,总结了包括提高静磁场的均匀度与稳定度、发挥探头的最佳检测灵敏度、优化实验参数等提高谱仪性能的实验技术,对三维梯度自动匀场技术、90°脉冲宽度测量方法等问题进行了重点讨论。
【图文】：

核磁共振,谱仪,质子共振,磁体

(探头);一个增强和检测自旋响应的检测系统(前置放大器与接收机);以及计算机与控制系统;还有一些辅助装置。NMR谱仪基本结构如图1一1:曝曝纂翼珊… …撇藉藉藉藉藉藉藉藉 )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))){{{藻薰薰薰赢赢赢赢赢赢………纂薰鬓翼翼敷敷敷敷敷敷{{{翼薰纂纂翼翼翼翼翼翼翼翼一一一 :::葬翼翼翼翼翼翼翼翼 ‘ ‘ ‘盗盗盗盗砂砂补矜矜一一一二二二二二二二二二 ____________示命落_几无 __~-----图1一1:NMR谱仪基本结构图Figurel一 1.BasieBloekDiagramofanNMRSPectrometer1.2.1磁体磁铁的作用是为核自旋系统提供一个恒定的磁场，使核自旋发生能级分裂。NMR磁体要求磁场强度高、稳定性好、样品空间内磁场分布均匀。早期NMR谱仪使用永磁体和电磁体。受永磁材料的限制，，永磁体的最高磁场强度为2.1T(质子共振频率90MHz)。受铁芯磁饱和强度的限制，电磁体最高磁场强度不超过2.35T(质子共振频率looMHz)。70年代初起，低温超导核磁共振磁体受到人们的高度重视，经过近30年的努力，超导核磁共振磁体的磁场强度已提高到22.3T(质子共振频率95oMHz)，现在科学家们正在向IGHz挺进。1.2.2射频发射系统射频系统为核自旋提供一个产生满足共振跃迁条件的激励射频源。通常采用石英晶体振荡器作为频率信号源

超导磁体,公司,临界磁场,超导线

提高磁场强度是提高灵敏度的最直接有效的办法。研发高场、超高场NMR超导磁体的关键是不断地研发高临界磁场(Hc)、临界电流密度(Jc)的，能通过强电流的高强度超导线。图3一1是Bruker公司报道的该公司NMR超导磁体的发展历史。为便于叙述
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：R445.2

【参考文献】