[發(fā)明專利]一種抵抗磁場(chǎng)不均勻的純化學(xué)位移核磁共振譜方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610137979.6
• 申請(qǐng)日: 2016-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105806870B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃玉清;陳忠;譚春華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N24/08
• 分類號(hào): G01N24/08;G01R33/46
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核磁共振(NMR，Nuclear Magnetic Resonance)波譜學(xué)檢測(cè)方法，尤其是涉及能抵抗磁場(chǎng)不均勻而在任意磁場(chǎng)環(huán)境特別是不均勻磁場(chǎng)環(huán)境下獲得高分辨純化學(xué)位移譜的一種抵抗磁場(chǎng)不均勻的純化學(xué)位移核磁共振譜方法。

背景技術(shù)

核磁共振波譜技術(shù)作為一種被廣泛使用的無(wú)損檢測(cè)分析技術(shù)，能提供分子水平的化學(xué)信息，常被用于化學(xué)和生物樣品的成分鑒定和結(jié)構(gòu)分析。在核磁共振譜學(xué)檢測(cè)中，由于一維氫譜具有較高的采樣效率，且在天然豐度下，氫核比其它可用于核磁共振檢測(cè)的原子核具有更高的信號(hào)靈敏度，而且氫核存在于大量的實(shí)際物質(zhì)中，因而一維氫譜的使用最為廣泛。由于氫-氫之間的J偶合效應(yīng)使得偶合核的譜峰產(chǎn)生偶合裂分，使得譜線擁擠而導(dǎo)致譜峰識(shí)別度下降，而氫核較窄的化學(xué)位移分布范圍更加重了一維氫譜的擁擠，使得譜峰識(shí)別和信號(hào)歸屬困難。雖然通過(guò)提高主磁場(chǎng)強(qiáng)度的方法可提高譜圖分辨率，減少譜峰重疊，但受限于低溫超導(dǎo)技術(shù)和制造工藝，近二十年來(lái)通過(guò)提高主磁場(chǎng)強(qiáng)度的方法也只是使分辨率提升了兩倍左右。因此，通過(guò)脈沖序列設(shè)計(jì)消除氫-氫之間J偶合作用的影響，只保留化學(xué)位移信息的純化學(xué)位移波譜方法獲得了譜學(xué)家的關(guān)注。

自從1991年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者Richard R.Ernst于1976年提出基于二維J分解譜的純化學(xué)位移譜方法以來(lái)，關(guān)于純化學(xué)位移譜的序列開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)便取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。基于二維J分解譜的方法通過(guò)二維采樣可在間接維獲得一張純化學(xué)位移譜，其原理簡(jiǎn)單，易于使用。英國(guó)科學(xué)家Bax及其合作者在1979年提出了基于恒時(shí)演化去偶的純化學(xué)位移譜方法，在保證易用性的同時(shí)，信噪比可獲得較大提升。奧地利科學(xué)家Zangger及其合作者Sterk提出的基于頻率選擇去偶的方法，通過(guò)對(duì)樣品施加弱梯度磁場(chǎng)使樣品共振頻率在不同空間位置發(fā)生變化，而后通過(guò)重聚脈沖作用達(dá)到頻率選擇去偶，從而獲得純化學(xué)位移譜。該方法雖然信噪比不高，但其所獲得的譜圖定量效果較好。除了以上這些純化學(xué)位移譜方法，還有基于雙線性旋轉(zhuǎn)去偶的BIRD方法、最近幾年發(fā)展起來(lái)的PSYCHE方法等。所有這些方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在采樣效率、易用性、信噪比、分辨率等方面具有一種或多種優(yōu)點(diǎn)。

但上述純化學(xué)位移譜方法都只能適用于外部磁場(chǎng)環(huán)境均勻的均相溶液樣品體系，因此利用這些方法做純化學(xué)位移實(shí)驗(yàn)前都需要對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行繁瑣的勻場(chǎng)操作。而對(duì)于粘稠樣品和生物組織樣品等非均相樣品而言，由于其本身磁化率引起的磁場(chǎng)不均勻性很難通過(guò)勻場(chǎng)操作消除，這使得上述純化學(xué)位移譜方法對(duì)此類樣品的應(yīng)用較為困難。由此，通過(guò)序列設(shè)計(jì)發(fā)明一種可以抵抗磁場(chǎng)不均勻效應(yīng)而在任意磁場(chǎng)環(huán)境下獲得高分辨核磁共振純化學(xué)位移譜的方法將具有重要的應(yīng)用意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供能抵抗磁場(chǎng)不均勻干擾而適用于任意磁場(chǎng)環(huán)境特別是不均勻磁場(chǎng)應(yīng)用的一種抵抗磁場(chǎng)不均勻的純化學(xué)位移核磁共振譜方法。

本發(fā)明包括如下步驟：

1)將待檢測(cè)樣品裝入標(biāo)準(zhǔn)核磁試管中，送入核磁譜儀的檢測(cè)腔中；

2)調(diào)用常規(guī)一維氫譜序列采集待檢測(cè)樣品的一維氫譜，獲得其信號(hào)譜峰分布范圍和線寬信息；

3)測(cè)量激發(fā)待檢測(cè)樣品所需的非選擇性90°射頻脈沖的脈寬(即脈沖作用時(shí)間)及溶劑選擇性(90°)^I射頻脈沖的脈寬和功率；

4)在核磁共振波譜儀上導(dǎo)入核磁共振脈沖序列，并打開(kāi)該脈沖序列的信號(hào)激發(fā)模塊、間接維恒時(shí)演化模塊、分子間零量子相干信號(hào)選擇模塊、信號(hào)采樣模塊；

5)設(shè)置實(shí)驗(yàn)脈沖序列各個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，檢查實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置無(wú)誤后，直接執(zhí)行數(shù)據(jù)采樣；

6)當(dāng)數(shù)據(jù)采集完成后，調(diào)用數(shù)據(jù)后處理代碼進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)后處理，包括譜圖折疊校正和信號(hào)線性預(yù)測(cè)，即可得到免于磁場(chǎng)不均勻干擾的高分辨純化學(xué)位移譜。

在步驟2)中，所述常規(guī)一維氫譜序列是核磁共振譜儀自帶的單脈沖序列，僅由一個(gè)非選擇性射頻脈沖和信號(hào)采樣期構(gòu)成，即非選擇性射頻脈沖激發(fā)樣品信號(hào)后直接進(jìn)行采樣，目的是檢查樣品放置后磁場(chǎng)均勻性情況，同時(shí)為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的譜寬設(shè)置提供參考。

在步驟3)中，使用步驟2)所述單脈沖序列測(cè)量激發(fā)待檢測(cè)樣品所需的非選擇性90°射頻脈沖可采用改變步驟2)所述單脈沖序列的脈沖類型為高斯型軟脈沖，測(cè)定激發(fā)樣品所需的溶劑選擇性(90°)^I射頻脈沖的脈寬和功率。

在步驟4)中，所述脈沖序列的信號(hào)激發(fā)模塊是由一個(gè)非選擇性90°射頻脈沖構(gòu)成，用于把待測(cè)樣品的縱向磁化矢量翻轉(zhuǎn)到橫向平面，激發(fā)實(shí)驗(yàn)所需的核磁共振信號(hào)；