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第一章 基本概念1

1.1 核磁共振现象1

1.1.1 核的磁性质1

目录1

1.1.2 核磁共振7

1.1.3 时域和频域8

1.1.4 不同的激发方式9

1.2 弛豫过程9

1.2.1 纵向（自旋－晶格）和横向（自旋－自旋）弛豫9

1.2.2 自旋－晶格弛豫机理11

1.2.3 自旋－自旋弛豫机理14

1.2.4 核的Overhauser效应（NOE）15

1.3 连续波实验17

1.4.1 自由感应衰减和Fourier变换19

1.4 脉冲实验19

1.4.2 数据采集和数字分辨率20

1.4.3 谱的累加21

1.5 核磁共振参数22

1.5.1 化学位移22

1.5.2 自旋－自旋偶合22

1.5.3 信号的多重性23

参考文献24

第二章 核磁共振仪器简介26

2.1 核磁共振波谱仪的基本组成26

2.2 性能指标27

2.2.1 分辨率27

2.2.2 稳定性32

2.2.3 灵敏度32

2.3.1 一般特点35

2.3 核磁共振波谱仪的主要部件：磁体35

2.3.2 电磁铁38

2.3.3 永久磁铁38

2.3.4 超导磁体39

2.4 商品波谱仪述评40

2.4.1 常规CW60MHz波谱仪41

2.4.2 常规FT波谱仪41

2.4.3 90—100MHz波谱仪41

2.4.4 超导线圈波谱仪42

第三章 连续波核磁共振波谱仪的操作技术43

3.1 电子线路43

3.1.1 信号处理的一般要求43

3.1.2 射频发射器45

3.1.3 射频接收器45

3.1.4 低频部分48

3.1.5 扫描和记录装置50

3.1.6 测量探头52

3.2 最佳分辨率和灵敏度参数的选择53

3.2.1 射频和低频的磁场强度53

3.2.2 扫描速度55

3.2.3 滤波器的频带宽度57

3.2.4 灵敏度的增强58

3.3 连续波核磁共振的操作59

3.3.1 概述59

3.3.2 标准的基本操作60

3.3.3 记录频谱的操作65

3.4 波谱仪的多核功能66

3.4.1 变频操作67

3.4.2 变场操作67

参考文献68

4.1 FT波谱仪的基本部件69

4.1.1 脉冲程序器69

第四章 FT波谱仪的操作技术69

4.1.2 射频功率放大器70

4.1.3 接收器71

4.1.4 场－频锁71

4.2 FT核磁共振的操作：最佳参数的选择71

4.2.1 时域和频域71

4.2.2 脉冲间隔72

4.2.3 射频载波的位置72

4.2.4 倾角74

4.2.5 脉冲宽度Pw74

4.2.6 总的扫描次数：灵敏度的增强76

4.2.7 定量分析78

4.2.8 相位和强度异常与交变相位方法78

4.3.1 中央处理机（CPU）80

4.3.2 存贮器80

4.3 数据系统80

4.3.3 性能指标81

4.3.4 计算机操作81

4.3.5 外围设备82

4.3.6 接口82

4.3.7 模－数（A-D）转换器82

4.4 数据的采集83

4.4.1 采样83

4.4.2 模－数转换84

4.4.3 动态范围84

4.4.4 信号的平均86

4.4.5 正交NMR91

54.5 Fourier变换92

4.5.1 快速Fourier变换（FFr）92

4.5.2 折叠效应：频率滤波93

4.6.1 自由感应衰减信号的处理95

4.6 其它的数据处理步骤95

4.6.2 数据处理98

4.7 FT核磁共振实验的操作步骤100

4.7.1 波谱仪的调整100

4.7.2 数据系统的调整100

4.7.3 数据的采集102

4.7.4 信号的调节102

4.7.5 Fourier变换103

4.7.6 相位的校准103

4.7.7 结果的输出103

4.8 NMR波谱学的展望103

4.8.1 随机NMR104

4.8.2 快速扫描Fourier变换104

4.8.3 二维Fourier变换波谱105

4.8.4 FTNMR的选择性激发106

4.8.6 固体高分辨核磁共振107

4.8.5 特定的激发方式107

4.8.7 核磁共振成像108

参考文献109

第五章 样品制备技术111

5.1 核磁共振样品管111

5.1.1 样品管111

5.1.2 样品管的清洗和样品回收113

5.1.3 装样114

5.1.4 脱气114

5.1.5 核磁共振样品管的密封116

5.1.6 样品管的旋转116

5.2 溶剂116

5.3 化学位移121

5.3.1 内标和外标121

5.3.2 频谱标定122

5.3.3 化学位移的绝对标度123

5.3.4 化学位移的相对标度124

5.4 核磁共振试剂127

5.4.1 核磁共振非手性镧系位移试剂128

5.4.2 弛豫试剂130

5.4.3 手性溶剂和手性位移试剂130

5.4.4 使用化学试剂除氧和消除顺磁性杂质131

5.4.5 非镧系化合物的结构试剂133

参考文献134

第六章 多重照射实验137

6.1 去偶实验138

6.1.1 去偶现象138

6.1.2 去偶实验中谱线频率和强度的变化139

6.1.3 使用相干射频场的同核或异核去偶139

6.1.4 FT谱的同核去偶140

6.1.5 宽带去偶和随机噪声调制141

6.1.6 低功率宽带去偶和季碳的选择性观测142

6.2 偏共振异核实验中的局部去偶143

6.2.1 弱偶合体系中的偏共振实验143

6.2.2 二级效应在偏共振实验中的应用146

6.2.3 应用偏共振实验校准B2场功率146

6.3 选择性照射实验147

6.3.1 微扰实验148

6.3.2 广义Overhauser效应和CW谱的INDOR实验148

6.3.3 在FTNMR中的假INDOR实验151

6.4 核的Overgayser效应的测量154

6.4.1 同核Overhauser效应的选择性测量155

6.4.2 在FT谱中异核Overhauser效应和门控去偶157

6.5 具有Overhauser效应增强的偶合谱160

6.6 在FT谱中应用双共振进行峰的消除160

参考文献164

7.1 弛豫定律166

第七章 弛豫时间测定166

7.2 弛豫时间T1的测量167

7.2.1 累进饱和Fourier变换法（PSFT）167

7.2.2 累进饱和法的改进172

7.2.3 反转恢复Fourier变换法（IRFT）173

7.2.4 反转恢复法的改选形式174

7.2.5 饱和恢复Fourier变换法（SRFT）176

7.2.6 可变倾角法（VNAFT）177

7.2.7 单扫描法（SSFT）178

7.3 T1测量实验的注意事项和数据处理180

7.3.1 样品制备和温度要求180

7.3.2 波谱仪指标181

7.3.3 数据处理185

7.4 在弛豫恢复技术基础上建立的峰消除方法187

7.4.1 IRFT脉冲序列的使用187

7.4.2 PSFI脉冲序列的使用188

7.4.3 溶剂峰的选择性反转189

7.5 弛豫时间T2的测量190

7.5.1 横向弛豫时间与磁场不均匀性的影响190

7.5.2 横向弛豫时间T2的测量方法与未偶合体系191

7.5.3 自旋－自旋偶合体系的T2测量193

7.5.4 以噪声去偶方式测量T2194

7.5.5 自旋锁定实验和T1p的测量195

参考文献196

第八章 动态核磁共振实验198

8.1 用峰形变化实验测定平衡态交换体系的寿命199

8.1.1 理论方面199

8.1.2 布居不等的两位之间的交换200

8.1.3 布居相等且假定峰宽也相等的两位交换（T2A＝T2B，pA＝pB＝1/2，τA＝τB＝τ）202

8.1.4 峰宽相等且与（vA-vB）相比可忽略不计的等布居两位交换（T2A？＝T2B？？ωA-ωB）203

8.1.5 慢交换和快交换，以及与稀释样的交换204

8.1.6 无偶合或弱偶合体系中的多位交换205

8.1.7 强偶合体系中的交换210

8.1.8 质子之外核的寿命测量211

8.1.9 寿命测量的精密度和准确度212

8.2 利用双照射实验对交换平衡体系中寿命和弛豫时间的同时测定214

8.2.1 方法原理214

8.2.2 方法的选择和实验说明216

8.3 平衡速度的测量218

8.3.1 慢反应体系中的平衡速度测量218

8.3.2 截流和连续流动核磁共振实验220

8.4 变温实验操作技术224

8.4.1 气流和温度控制224

8.4.2 温度测量227

8.5.1 活化函数230

8.5 由速度常数和温度测量确定活化参数230

8.5.2 活化参数计算231

8.5.3 活化函数的精密度和准确度232

参考文献234

第九章 强度测量和定量分析的实验方法237

9.1 CW谱灵敏度优化和强度测量237

9.2 FT谱灵敏度的优化238

9.2.1 应用于短横向弛豫时间情况的单脉冲方法238

9.2.2 应用于长本征横向弛豫时间情况的稳态单脉冲方法239

9.2.3 驱动平衡Fourier变换方法（T2？？T2≤T1）241

9.3 FT谱的定量测定242

9.3.1 与待测自旋体系性质有关的一些问题242

9.3.2 波谱仪的最佳操作243

9.3.3 Fourier变换定量测定方法244

9.3.4 作FT（13C）定量分析的实验步骤245

9.4.1 定量分析的常用技术246

9.4 定量分析方法246

9.4.2 样品制备247

9.4.3 信号强度数据处理248

9.4.4 各种类型的定量测定248

9.4.5 利用NMR参数权重平均值作定量分析252

参考文献253

第十章 作为核磁共振助剂的化学试剂的使用254

10.1 位移试剂和立体化学测定254

10.1.1 位移试剂的效用254

10.1.2 镧系诱导位移（LIS）机理解析255

10.1.3 键合位移的测定257

10.1.4 键合位移分析260

10.2 手性试剂263

10.3 弛豫试剂266

10.3.1 有助于谱线归属的峰加宽试剂268

10.3.2 ？磁性试剂和自旋去偶269

10.3.3 有选择地缩短纵向弛豫时间用来测定结构270

10.3.4 采用弛豫试剂节省长期平均实验的时间271

10.3.5 弛豫试剂和核的Overhauaer效应的消除271

参考文献272

附录276

1．旋转坐标系中磁化强度矢量的运动和Bloch方程276

2．核磁共振信号的理论推导277

3．磁场的低频调制效应279

4．Bessel函数281

5．纵向弛豫时间和核的Overhauser效应有关数据282

7．NMR文献300

6．作图法和计算机辅助寿命测定符号和缩写词304

核磁共振数据306

核磁共振常用单位307

物理常数表308

索引309