網(wǎng)絡(luò)資訊：核磁共振是什么

今天來(lái)說(shuō)一下核磁共振是什么這方面的一些訊息，不少朋友對(duì)核磁共振是什么這方面的一些訊息頗感興趣的，小編今天就整理了一些信息，希望對(duì)有需要的朋友有所幫助。

核磁共振是磁矩不為零的原子核，在外磁場(chǎng)作用下自旋能級(jí)發(fā)生塞曼分裂，共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過(guò)程。核磁共振波譜學(xué)是光譜學(xué)的一個(gè)分支，其共振頻率在射頻波段，相應(yīng)的躍遷是核自旋在核塞曼能級(jí)上的躍遷。

核磁共振是磁矩不為零的原子核，在外磁場(chǎng)作用下自旋能級(jí)發(fā)生塞曼分裂，共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過(guò)程。核磁共振波譜學(xué)是光譜學(xué)的一個(gè)分支，其共振頻率在射頻波段，相應(yīng)的躍遷是核自旋在核塞曼能級(jí)上的躍遷。

核磁共振應(yīng)用：核磁共振成像(MRI)檢查已經(jīng)成為一種常見(jiàn)的影像檢查方式，核磁共振成像作為一種新型的影像檢查技術(shù)，不會(huì)對(duì)人體健康有影響，但六類人群不適宜進(jìn)行核磁共振檢查即：安裝心臟起搏器的人、有或疑有眼球內(nèi)金屬異物的人、動(dòng)脈瘤銀夾結(jié)扎術(shù)的人、體內(nèi)金屬異物存留或金屬假體的人、有生命危險(xiǎn)的危重病人、幽閉恐懼癥患者等。不能把監(jiān)護(hù)儀器、搶救器材等帶進(jìn)核磁共振檢查室。另外，懷孕不到 3 個(gè)月的孕婦，最好也不要做核磁共振檢查。

核磁共振

發(fā)現(xiàn)病變

核磁共振成像是一種利用核磁共振原理的最新醫(yī)學(xué)影像新技術(shù)，對(duì)腦、甲狀腺、肝、膽、脾、腎、胰、腎上腺、子宮、卵巢、前列腺等實(shí)質(zhì)器官以及心臟和大血管有絕佳的診斷功能。與其他輔助檢查手段相比，核磁共振具有成像參數(shù)多、掃描速度快、組織分辨率高和圖像更清晰等優(yōu)點(diǎn)，可幫助醫(yī)生“看見(jiàn)”不易察覺(jué)的早期病變，已經(jīng)成為腫瘤、心臟病及腦血管疾病早期篩查的利器。

據(jù)了解，由于金屬會(huì)對(duì)外加磁場(chǎng)產(chǎn)生干擾，患者進(jìn)行核磁共振檢查前，必須把身體上的金屬物全部拿掉。不能佩戴如手表、金屬項(xiàng)鏈、假牙、金屬紐扣、金屬避孕環(huán)等磁性物品進(jìn)行核磁共振檢查。此外，戴心臟起搏器，體內(nèi)有順磁性金屬植入物，如金屬夾、支架、鋼板和螺釘?shù)?，都不能進(jìn)行磁共振成像檢查。進(jìn)行上腹部(如肝、胰、腎、腎上腺等)磁共振檢查時(shí)必須空腹，但檢查前可飲足量水，有利于胃與肝、脾的界限更清晰。

偶合常數(shù)

自旋偶合的量度稱為自旋的偶合常數(shù)(coupling constant)，用符號(hào) J 表示，J 值的大小表示 了偶合作用的強(qiáng)弱 J 的左上方常標(biāo)以數(shù)字，它表示兩個(gè)偶合核之間相隔鍵的數(shù)目，J 的右下方 則標(biāo)以其它信息。就其本質(zhì)來(lái)看，偶合常數(shù)是質(zhì)子自旋 裂分時(shí)的兩個(gè)核磁共振能之差，它可以通過(guò)共振吸收的位置差別來(lái)體現(xiàn)，這在圖譜上就是裂分峰 之間的距離。

偶合常數(shù)的大小與兩個(gè)作用核之間的相對(duì)位置有關(guān)，隨著相隔鍵數(shù)目的增加會(huì)很快減弱，一 般來(lái)講，兩個(gè)質(zhì)子相隔少于或等于三個(gè)單鍵時(shí)可以發(fā)生偶合裂分，相隔三個(gè)以上單鍵時(shí)，偶合常 數(shù)趨于零。例如在丁酮中，Ha 與 Hb 之間相隔三個(gè)單鍵，因此它們之間可以發(fā)生偶合裂分，而 Ha 與 Hb 或 Hb 與 Hc 之間相隔三個(gè)以上的單鍵，它們之間的偶合作用極弱，也即偶合常數(shù)趨于零。但中間插人雙鍵或三鍵的兩個(gè)質(zhì)子，可以發(fā)生遠(yuǎn)程偶合。

化學(xué)位移隨外磁場(chǎng)的改變而改變。偶合常數(shù)與化學(xué)位移不同，它不隨外磁場(chǎng)的改變而改變。因?yàn)樽孕己袭a(chǎn)生于磁核之間的相互作用，是通過(guò)成鍵電子來(lái)傳遞的，并不涉及外磁場(chǎng)。因此， 當(dāng)由化學(xué)位移形成的峰與偶合裂分峰不易區(qū)別時(shí)，可通過(guò)改變外磁場(chǎng)的方法來(lái)予以區(qū)別。

自旋偶合和自旋裂分

兩張圖譜分別是低分辨核磁共振儀和高分辨核磁共振儀所作的乙醛 (CH3CHO)的 PMR 圖譜。對(duì)比這兩張圖譜可以發(fā)現(xiàn)，用低分辨核磁共振儀作的圖譜，乙醛只有 兩個(gè)單峰。在高分辨圖譜中，得到的是二組峰，它們分別是二重峰、四重峰。乙醛在低分辨圖譜 和高分辨圖譜中峰數(shù)不等是因?yàn)樵诜肿又?，不僅核外的電子會(huì)對(duì)質(zhì)子的共振吸收產(chǎn)生影響，鄰近 質(zhì)子之間也會(huì)因互相之間的作用影響對(duì)方的核磁共振吸收。并引起譜線增多。這種原子核之間的相互作用稱為自旋-自旋偶合(spin-spin coupling)，簡(jiǎn)稱自旋偶合(spin coupling)。因自旋偶合而引起的譜線增多的現(xiàn)象稱為自旋-自旋裂分，簡(jiǎn)稱自旋裂分。

自旋耦合的起因

譜線裂分是怎樣產(chǎn)生的?在外磁場(chǎng)的作用下，質(zhì)子是會(huì)自旋的，自旋的質(zhì)子會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小的磁矩，通過(guò)成鍵價(jià)電子的傳遞，對(duì)鄰近的質(zhì)子產(chǎn)生影響。質(zhì)子的自旋有兩種取向，假如外界磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為自旋時(shí)與外磁場(chǎng)取順向排列的質(zhì)子，使受它作用的鄰近質(zhì)子感受到的總磁感應(yīng) 強(qiáng)度為 B0+B’，自旋時(shí)與外磁場(chǎng)取逆向排列的質(zhì)子，使鄰近的質(zhì)子感受到的總磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B0-B’，因此當(dāng)發(fā)生核磁共振時(shí)，一個(gè)質(zhì)子發(fā)出的信號(hào)就分裂成了兩個(gè)，這就是自旋裂分。一般只有相隔三個(gè)化學(xué)鍵之內(nèi)的不等價(jià)的質(zhì)子間才會(huì)發(fā)生自旋裂分的現(xiàn)象。

磁等價(jià)磁不等價(jià)性

在分子中，具有相同化學(xué)位移的核稱為化學(xué)位移等價(jià)的核。分子中兩相同原子處于相同的 化學(xué)環(huán)境時(shí)稱為化學(xué)等價(jià)(chemical equivalence)，化學(xué)等價(jià)的質(zhì)子必然具有相同的化學(xué)位移，例 如 CH2Cl2 中的兩個(gè) 1H 是化學(xué)等價(jià)的，它們的化學(xué)位移也是相同的。但具有相同化學(xué)位移的質(zhì) 子未必都是化學(xué)等價(jià)的。判別分子中的質(zhì)子是否化學(xué)等價(jià)，對(duì)于識(shí)譜是十分重要的，通常判別的依據(jù)是：分子中的質(zhì)子，如果可通過(guò)對(duì)稱操作或快速機(jī)制互換，它們是化學(xué)等價(jià)的。通過(guò)對(duì)稱軸 旋轉(zhuǎn)而能互換的質(zhì)子叫等位質(zhì)子(homotopic proton)。

等位質(zhì)子在 任何環(huán)境中都是化學(xué)等價(jià)的。通過(guò)鏡面對(duì)稱操作能互換的質(zhì)子叫對(duì)映異位質(zhì)子(enantiotopic Pmton)。一組化學(xué)位移等價(jià)(chemical shift equivalence)的核，如對(duì)組外任何其它核的偶合常數(shù)彼此之間 也都相同，那么這組核就稱為磁等價(jià)(magnetic equivalence)核或磁全同核。顯然，磁等價(jià)的核一定是化學(xué)等價(jià)的，而化學(xué)等價(jià)的核不一定是磁等價(jià)的。

在判別分子中的質(zhì)子是否化學(xué)等價(jià)時(shí)，下面幾種情況要予以注意。

⑴與不對(duì)稱碳原子相連的 CH2 上的兩個(gè)質(zhì)子是化學(xué)不等價(jià)的。不對(duì)稱碳原子的這種影響可以延伸到更 遠(yuǎn)的質(zhì)子上。

⑵在烯烴中，若雙鍵上的一個(gè)碳連有兩個(gè)相同的基團(tuán)，另一個(gè)雙鍵碳連有兩個(gè)氫，則這兩 個(gè)氫是化學(xué)等價(jià)的，與帶有某些雙鍵性質(zhì)的單鍵相連的兩 個(gè)質(zhì)子，在單鍵旋轉(zhuǎn)受阻的情況下，也能用同樣的方法來(lái)判別它們的化學(xué)等價(jià)性。

⑶有些質(zhì)子在某些條件下是化學(xué)不等價(jià)的，在另一些條件下是化學(xué)等價(jià)的。例如環(huán)己烷 上的 CH2，當(dāng)分子的構(gòu)象固定時(shí)，兩個(gè)質(zhì)子是化學(xué)不等價(jià)的，當(dāng)構(gòu)象迅速轉(zhuǎn)換時(shí)，兩個(gè)質(zhì)子是化學(xué)等價(jià)的。只有化學(xué)不等價(jià)的質(zhì)子才能顯示出自旋偶合。

曲線和峰面積

核磁共振譜中，共振峰下面的面積與產(chǎn)生峰的質(zhì)子數(shù)成正比，因此峰面積比即為不同類型質(zhì) 子數(shù)目的相對(duì)比值，若知道整個(gè)分子中的質(zhì)子數(shù)，即可從峰面積的比例關(guān)系算出各組磁等價(jià)質(zhì)子 的具體數(shù)目。核磁共振儀用電子積分儀來(lái)測(cè)量峰的面積，在譜圖上從低場(chǎng)到髙場(chǎng)用連續(xù)階梯積 分曲線來(lái)表示。積分曲線的總髙度與分子中的總質(zhì)子數(shù)目成正比，各個(gè)峰的階梯曲線髙度與該 峰面積成正比，即與產(chǎn)生該吸收峰的質(zhì)子數(shù)成正比。各個(gè)峰面積的相對(duì) 積分值也可以在譜圖上直接用數(shù)字顯示出來(lái)，如果將含一個(gè)質(zhì)子的峰的面積指定為 1，則圖譜上 的數(shù)字與質(zhì)子的數(shù)目相符。

圖譜的簡(jiǎn)化

一級(jí)圖譜比較簡(jiǎn)單，可以直接根據(jù)上面所述幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行剖析，但解剖的順序可以根據(jù)實(shí) 際情況靈活掌握。高級(jí)圖譜的譜線一般都很復(fù)雜，難以直接剖析，為了便于解剖，最好在剖析前， 先采用合理的方法簡(jiǎn)化圖譜 a 簡(jiǎn)化圖譜常用的方法請(qǐng)參閱有關(guān)專著。

去偶處理

13C 的核磁共振原理與 1H 的核磁共振原理相同，因此 13C 與直接相連的氫核也會(huì)發(fā)生偶合作用。由于有機(jī)分子大都存在碳?xì)滏I，從而使裂分譜線彼此交疊，譜圖變得復(fù)雜而難以辨認(rèn)，只有通過(guò)去偶處理，才能使譜圖變得清晰可辨。最常用的去偶法是質(zhì)子(噪聲)去偶法。該法采用雙照射法，照射場(chǎng)(H2)的功率包括所有處于各種化學(xué)環(huán)境中氫的共振頻率，因此能將 13C 與所有氧核的偶合作用消除，使只含 C、H、O、N 的普通有機(jī)化合物的 13C-NMR 譜圖中，13C 的信號(hào)都變成單峰，即所有不等性的 13C 核都有自己的獨(dú)立信號(hào)。因此，該法能識(shí)別分子中不等性的碳核。下圖是丙酮的 13C 譜。(a)是偶合譜，(b)是質(zhì)子去偶譜。在偶合譜中，羰基碳(δ=206.7)與六個(gè)氫發(fā)生二鍵偶合，裂分成七重峰，α碳(δ=30.7)與三個(gè)氫發(fā)生一鍵偶合，裂分成四重峰。在質(zhì)子去偶譜中，羰基碳和α碳的裂分峰均變成了單峰。丙酮有兩個(gè)相同的α碳和一個(gè)羰基碳，α碳的峰強(qiáng)度較羰基碳的峰強(qiáng)度大。質(zhì)子(噪聲)去偶碳譜就是通常說(shuō)的碳譜，又稱為寬帶去偶碳譜，用 13C{H}表示。其它去偶的方 式還很多，有興趣的讀者請(qǐng)參閱有關(guān)專著。

以上就是關(guān)于核磁共振是什么這方面的一些信息了 小編整理的這些訊息希望對(duì)童鞋們有所幫助。