核磁共振(NMR)技术及其应用ppt课件.ppt

《核磁共振(NMR)技术及其应用ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核磁共振(NMR)技术及其应用ppt课件.ppt（31页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、核磁共振（核磁共振（NMRNMR）技术）技术 及其应用及其应用 生命科学学院生命科学学院 生物工程生物工程20032003级级 031404003031404003 王王 丹丹在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确核磁共振技术及其应用核磁共振技术及其应用 核磁共振技术原理核磁共振技术原理核磁共振技术应用核磁共振技术应用在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确核磁共振技术原理核磁共振技术原理概概 述述 核磁共振核磁共振(Nuclear Magnetic Res

2、onance(Nuclear Magnetic Resonance简称简称NMR)NMR)是交变磁场与物质相互作用的一种物理现象，是交变磁场与物质相互作用的一种物理现象，19461946年由美国斯坦福大学布洛赫年由美国斯坦福大学布洛赫(F.Block)(F.Block)和哈佛和哈佛大学珀赛尔大学珀赛尔(E.M.Purcell)(E.M.Purcell)各自独立发现的，两人各自独立发现的，两人因此获得因此获得19521952年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。5050多年来，核多年来，核磁共振已形成为一门有完整理论的新学科。核磁共磁共振已形成为一门有完整理论的新学科。核磁共振的发现具有十分重要的

3、意义，不仅为量子力学的振的发现具有十分重要的意义，不仅为量子力学的基本原理提供了直接的验证，而且为多个学科领域基本原理提供了直接的验证，而且为多个学科领域的研究提供了一种不可或缺的分析与测量手段。的研究提供了一种不可或缺的分析与测量手段。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确两个学科分支 核磁共振波谱(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)基于化学位移理论发展起来的，主要用于测定物质的化学基于化学位移理论发展起来的，主要用于测定物质的化学成分和分子结构成分和分子结构 磁共振成像(Ma

4、gnetic Resonance Imaging，简称MRI)诞生于诞生于19731973年，它是一种无损测量技术，可以用于获取多年，它是一种无损测量技术，可以用于获取多种物质的内部结构图象。种物质的内部结构图象。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1212位因对核磁共振的杰出贡献而获得诺贝尔奖科学家：位因对核磁共振的杰出贡献而获得诺贝尔奖科学家：位因对核磁共振的杰出贡献而获得诺贝尔奖科学家：位因对核磁共振的杰出贡献而获得诺贝尔奖科学家：n n19441944年年 I.Rabi I.Rabin n19521952年年 F.

5、Block F.Blockn n19521952年年 E.M.Purcell E.M.Purcelln n19551955年年 W.E.Lamb W.E.Lambn n19551955年年 P.Kusch P.Kuschn n19641964年年 C.H.Townes C.H.Townesn n19661966年年 A.Kastler A.Kastlern n19771977年年 J.H.Van Vleck J.H.Van Vleckn n19811981年年 N.Bloembergen N.Bloembergenn n19831983年年 H.Taube H.Tauben n19891989

6、年年 N.F.Ramsey N.F.Ramseyn n19911991年年 R.R.Ernst R.R.Ernst在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确NMR基本原理n n磁共振磁共振自然界中的一种现象，即原子核可以吸收强磁场中存在的一定频率的电磁辐射。艾西德艾萨克瑞白(Isidor Isaac Rabi)，一位出生于澳大利亚的美国物理学家（1898 1988），于 1938 年最先发现磁共振现象。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确小磁铁？n nNuc

7、learNuclear原子（小磁铁）原子（小磁铁）n nMagneticMagnetic小磁铁的磁化小磁铁的磁化n nResonanceResonance小磁铁信息的侦测小磁铁信息的侦测n n1 1 小磁铁的来源小磁铁的来源小磁铁的来源小磁铁的来源n n2 2 排列原子核磁体排列原子核磁体排列原子核磁体排列原子核磁体 n n3 3 干扰磁体干扰磁体干扰磁体干扰磁体 n n4 4 监视原子核运动监视原子核运动监视原子核运动监视原子核运动n n5 5 进行频谱分析进行频谱分析进行频谱分析进行频谱分析n n6 6 驰豫驰豫驰豫驰豫 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一

8、定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1.小磁铁的来源 l l许多原子核（并非全部）可被视许多原子核（并非全部）可被视为很小的条形磁铁，都有磁北极为很小的条形磁铁，都有磁北极和磁南极。和磁南极。原子核以南北磁极原子核以南北磁极连线为轴，以恒定速率旋转。旋连线为轴，以恒定速率旋转。旋转条形磁铁在自然界中相当普遍。转条形磁铁在自然界中相当普遍。单个的铁原子、地球、太阳、多单个的铁原子、地球、太阳、多个行星和中子星等都属于旋转条个行星和中子星等都属于旋转条形磁铁。与原子核相比，地球的形磁铁。与原子核相比，地球的地理北极（旋转轴）与北磁极并地理北极（旋转轴）与北磁极并不完全重合，所以它是比较复杂不完

9、全重合，所以它是比较复杂的旋转条形磁铁。原子核的运转的旋转条形磁铁。原子核的运转情况要好得多：情况要好得多：它们的磁极与它们的磁极与地理磁极恰好重合。地理磁极恰好重合。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.排列原子核磁体 l l通常，原子核的北极可以指向任意方向，如无外界干涉，它们的指向通常，原子核的北极可以指向任意方向，如无外界干涉，它们的指向则没有限制。则没有限制。l l核磁共振测量法的第一步是通过放置一块大型磁铁来形成一个强磁场，核磁共振测量法的第一步是通过放置一块大型磁铁来形成一个强磁场，然后将原子核磁体置于其中

10、，使其按一定方式排列。这将使原子核排然后将原子核磁体置于其中，使其按一定方式排列。这将使原子核排列成行，北极指向外部磁体的南极。磁性原子核很乐于被磁场重新排列成行，北极指向外部磁体的南极。磁性原子核很乐于被磁场重新排列。这会使它们处于一种舒适的状态，物理学家称之为平衡或低能。列。这会使它们处于一种舒适的状态，物理学家称之为平衡或低能。这就象是一个小孩懒洋洋地坐在操场的秋千上，哪儿也不想去。这儿这就象是一个小孩懒洋洋地坐在操场的秋千上，哪儿也不想去。这儿就是他最开心的地方。就是他最开心的地方。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很

11、明确3.干扰磁体干扰磁体 l l核磁共振测量法的第二步是让物体移动。核磁共振测量法的第二步是让物体移动。这是通过另一磁场来完成的，这是通过另一磁场来完成的，而不是与原子核运动产生共振的那个磁场。而不是与原子核运动产生共振的那个磁场。l l这就象是前面说的那个荡秋千的懒小孩一样，推动着他，但不必太用这就象是前面说的那个荡秋千的懒小孩一样，推动着他，但不必太用力。每次他接近弧顶并向前荡时，轻轻地推一下。这种被称为共振的力。每次他接近弧顶并向前荡时，轻轻地推一下。这种被称为共振的轻轻推动可以增强规律性的往复运动。原子核的运动亦是如此。轻轻推动可以增强规律性的往复运动。原子核的运动亦是如此。为使为使它

12、们不指向大磁体，必须对其施加外力。它们不指向大磁体，必须对其施加外力。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l l由于原子核是旋转的，所以其运动由于原子核是旋转的，所以其运动方式很象陀螺仪或玩具陀螺。当方式很象陀螺仪或玩具陀螺。当陀螺仪或玩具陀螺笔直指向地球陀螺仪或玩具陀螺笔直指向地球的重力场时，它只是旋转。如果的重力场时，它只是旋转。如果它与重力场呈某一角度，就会做它与重力场呈某一角度，就会做一种称为一种称为“旋进旋进”的轨道运动。的轨道运动。旋进速度（远低于旋转速度）取旋进速度（远低于旋转速度）取决于陀螺仪的大小和形状，

13、它的决于陀螺仪的大小和形状，它的旋转速度及重力。旋转速度及重力。l l当原子核偏离强磁场的方向时，它当原子核偏离强磁场的方向时，它也做也做“旋进旋进”运动。旋进速度取运动。旋进速度取决于原子核的属性（旋转速率等）决于原子核的属性（旋转速率等）以及磁场强度以及磁场强度-这与陀螺仪很类这与陀螺仪很类似。这些属性是保持不变的，所似。这些属性是保持不变的，所以只需知道磁场强度就可以准确以只需知道磁场强度就可以准确得出旋进频率。也就是必须施加得出旋进频率。也就是必须施加给原子核的推动频率，以使其偏给原子核的推动频率，以使其偏离主磁场，产生旋进运动。推力离主磁场，产生旋进运动。推力来自第二个磁场，该磁场的

14、时间来自第二个磁场，该磁场的时间变化率与旋进速率相等变化率与旋进速率相等-即可以即可以与原子核运动产生共振。与原子核运动产生共振。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确核磁共振是不是初具雏形了？在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确4.监视原子核运动监视原子核运动n n即使您闭上眼睛，也能知道秋千还即使您闭上眼睛，也能知道秋千还在摆荡。为什么？原来秋千上的小在摆荡。为什么？原来秋千上的小孩在大声喊叫个不停。孩在大声喊叫个不停。n n这一次，磁性原子核的情形

15、仍与此这一次，磁性原子核的情形仍与此非常类似。只要它们脱离大磁场中非常类似。只要它们脱离大磁场中的队列，或者说，不再保持平衡状的队列，或者说，不再保持平衡状态，它们会辐射出无线电波。每个态，它们会辐射出无线电波。每个原子核都象一个很小的无线电台。原子核都象一个很小的无线电台。并且毫无疑问，核磁共振设备的一并且毫无疑问，核磁共振设备的一部分是一个无线电接收器，在原子部分是一个无线电接收器，在原子核移动时，可以捕捉到它们发出的核移动时，可以捕捉到它们发出的信号。信号。最早的核磁共振设备是二最早的核磁共振设备是二战时与雷达站一同建造的，在一套战时与雷达站一同建造的，在一套设备里，既有无线电发射机，又

16、有设备里，既有无线电发射机，又有接收机。接收机。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确自由感应衰减FID(Free Induction Decay)在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5.5.进行频谱分析进行频谱分析不同物质有不同共振频率不同物质有不同共振频率 同一物质上不同位置之原子频率亦不相同同一物质上不同位置之原子频率亦不相同 频谱之线下面积正比于该物质浓度频谱之线下面积正比于该物质浓度这就是磁振频谱这就是磁振频谱(MR Spectroscopy,

17、MRS)(MR Spectroscopy,MRS)在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确6.6.驰豫驰豫 n n在前面那个荡秋千示例中，停止施加外力后，秋千在一段在前面那个荡秋千示例中，停止施加外力后，秋千在一段时间内仍将继续摆动。但秋千上的小孩很不舒服。他不再时间内仍将继续摆动。但秋千上的小孩很不舒服。他不再保持平衡，而处于一种高能状态。这不是他的本性。由于保持平衡，而处于一种高能状态。这不是他的本性。由于各方面原因（与空气的摩擦，秋千与支撑结构连接处的摩各方面原因（与空气的摩擦，秋千与支撑结构连接处的摩擦），一段时间后秋

18、千会逐渐慢下来。擦），一段时间后秋千会逐渐慢下来。但秋千上的小孩但秋千上的小孩想尽快进入驰豫状态，于是他稍微收腿，让自己减速，直想尽快进入驰豫状态，于是他稍微收腿，让自己减速，直至他再次可以舒舒服服地坐在那里。至他再次可以舒舒服服地坐在那里。n n原子核非常象这个小孩。通过无线电波可以让它运动，在原子核非常象这个小孩。通过无线电波可以让它运动，在无线电发射机停止发射后的一段时间内，它仍可继续运动，无线电发射机停止发射后的一段时间内，它仍可继续运动，但不是最佳状态。但不是最佳状态。在核磁共振设备中，它会在永久磁场在核磁共振设备中，它会在永久磁场的导向下，找到一种方法逐渐回到平衡状态。的导向下，找

19、到一种方法逐渐回到平衡状态。n n但还有一个问题。原子核并没有脚。但还有一个问题。原子核并没有脚。它们如何减速？它们如何减速？n n有多种方法可使原子核失去能量返回平衡状态。对于原子有多种方法可使原子核失去能量返回平衡状态。对于原子核处于液体分子（如水）的情况，一种途径就是撞击固体核处于液体分子（如水）的情况，一种途径就是撞击固体表面。每次分子撞击固体表面时，原子核都有机会返回到表面。每次分子撞击固体表面时，原子核都有机会返回到沿强磁场方向的平衡排列状态。沿强磁场方向的平衡排列状态。这就是这就是驰豫。驰豫。您看，您看，即便是原子核也喜欢驰豫。即便是原子核也喜欢驰豫。在整堂课的教学中，刘教师总是

20、让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确n n在较大的孔隙里，液体分子有在较大的孔隙里，液体分子有在较大的孔隙里，液体分子有在较大的孔隙里，液体分子有更多的空间移动而不会撞上孔更多的空间移动而不会撞上孔更多的空间移动而不会撞上孔更多的空间移动而不会撞上孔壁，所以碰撞频率非常小。在壁，所以碰撞频率非常小。在壁，所以碰撞频率非常小。在壁，所以碰撞频率非常小。在岩石里，核磁共振驰豫取决于岩石里，核磁共振驰豫取决于岩石里，核磁共振驰豫取决于岩石里，核磁共振驰豫取决于孔隙的尺寸：孔隙越大，核磁孔隙的尺寸：孔隙越大，核磁孔隙的尺寸：孔隙越大，核磁孔隙的尺寸：孔隙越大

21、，核磁共振驰豫的时间越长。共振驰豫的时间越长。共振驰豫的时间越长。共振驰豫的时间越长。n n核磁共振对孔隙尺寸的灵敏度核磁共振对孔隙尺寸的灵敏度核磁共振对孔隙尺寸的灵敏度核磁共振对孔隙尺寸的灵敏度有两项简单但功能强大的应用。有两项简单但功能强大的应用。有两项简单但功能强大的应用。有两项简单但功能强大的应用。第一就是由孔隙尺寸决定的渗第一就是由孔隙尺寸决定的渗第一就是由孔隙尺寸决定的渗第一就是由孔隙尺寸决定的渗透性。更确切地说，渗透性与透性。更确切地说，渗透性与透性。更确切地说，渗透性与透性。更确切地说，渗透性与孔隙直径的平方成正比，所以孔隙直径的平方成正比，所以孔隙直径的平方成正比，所以孔隙直

22、径的平方成正比，所以人们希望它与核磁共振驰豫的人们希望它与核磁共振驰豫的人们希望它与核磁共振驰豫的人们希望它与核磁共振驰豫的平方也成正比。通过对数百种平方也成正比。通过对数百种平方也成正比。通过对数百种平方也成正比。通过对数百种不同的岩石进行实验室测试，不同的岩石进行实验室测试，不同的岩石进行实验室测试，不同的岩石进行实验室测试，证明确实存在这种关系。证明确实存在这种关系。证明确实存在这种关系。证明确实存在这种关系。n n核磁共振数据的第二项应用是核磁共振数据的第二项应用是核磁共振数据的第二项应用是核磁共振数据的第二项应用是确定孔隙尺寸的分布。由于在确定孔隙尺寸的分布。由于在确定孔隙尺寸的分布

23、。由于在确定孔隙尺寸的分布。由于在单个岩石内孔隙的尺寸变化很单个岩石内孔隙的尺寸变化很单个岩石内孔隙的尺寸变化很单个岩石内孔隙的尺寸变化很大，因此分布范围很广。大，因此分布范围很广。大，因此分布范围很广。大，因此分布范围很广。通过通过通过通过孔隙尺寸分布，地质学者可以孔隙尺寸分布，地质学者可以孔隙尺寸分布，地质学者可以孔隙尺寸分布，地质学者可以得出大量有关岩石的信息得出大量有关岩石的信息得出大量有关岩石的信息得出大量有关岩石的信息远胜于在显微镜下进行观察。远胜于在显微镜下进行观察。远胜于在显微镜下进行观察。远胜于在显微镜下进行观察。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置

24、具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确更多相关内容更多相关内容w排列、干扰、驰豫是核磁共振的基本内容。但就象所有科学领域一样，这只是一个庞大、复杂且有趣的故事的开头。数名科学家已经因为在某些细节方面的研究而获得了“诺贝尔奖”。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确核磁共振技术的应用核磁共振技术的应用 核磁共振适合于液体、固体。如今的高分辨技术，还将核磁用于了半固体及微量样品的研究。核磁谱图已经从过去的一维谱图（1D）发展到如今的二维（2D）、三维（3D）甚至四维（4D）谱图，陈旧的实验方法被放弃，新的实验方法迅速发展

25、，它们将分子结构和分子间的关系表现得更加清晰。在世界的许多大学、研究机构和企业集团，都可以听到核磁共振这个名词，包括我们在日常生活中熟悉的大集团。而且它在化工、石油、橡胶、建材、食品、冶金、地质、国防、环保、纺织及其它工业部门用途日益广泛。在中国，其应用主要在基础研究方面，企业和商业应用普及率不高，主要原因是产品开发不够、使用成本较高。但在石油化工、医疗诊断方法应用较多。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确一些实际的应用v分子结构的测定v化学位移各向异性的研究v金属离子同位素的应用v动力学核磁研究v质子密度成像vT1T2成

26、像v化学位移成像v其它核的成像v指定部位的高分辨成像v元素的定量分析v有机化合物的结构解析v表面化学v有机化合物中异构体的区分和确定v大分子化学结构的分析v生物膜和脂质的多形性研究v脂质双分子层的脂质分子动态结构v生物膜蛋白质脂质的互相作用v压力作用下血红蛋白质结构的变化v生物体中水的研究v生命组织研究中的应用v生物化学中的应用v在表面活性剂方面的研究v原油的定性鉴定和结构分析v沥青化学结构分析v涂料分析v农药鉴定v食品分析v药品鉴定在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确核磁共振技术在生命科学中的核磁共振技术在生命科学中的应

27、用应用n n医学应用医学应用n n脑功能与神经科学脑功能与神经科学n n生物技术应用生物技术应用 1.微生物代谢途径的研究微生物代谢途径的研究 2.植物系统代谢途径的研究植物系统代谢途径的研究 3.少、多糖分析少、多糖分析 4.生物反应器系统的优化生物反应器系统的优化 5.结构基因组研究结构基因组研究在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确NMR在生物制药中的作用 n n(1)(1)利用利用利用利用NMRNMR对于化学和结构环境的灵敏特性，使其对于化学和结构环境的灵敏特性，使其对于化学和结构环境的灵敏特性，使其对于化学和结构环

28、境的灵敏特性，使其可以研究药物中的分子结构。可以研究药物中的分子结构。可以研究药物中的分子结构。可以研究药物中的分子结构。n n(2)NMR(2)NMR信号强度正比于自旋核的个数，由此可以获得信号强度正比于自旋核的个数，由此可以获得信号强度正比于自旋核的个数，由此可以获得信号强度正比于自旋核的个数，由此可以获得定量信息。这使得定量信息。这使得定量信息。这使得定量信息。这使得NMRNMR不仅可以用作刻度次要测量不仅可以用作刻度次要测量不仅可以用作刻度次要测量不仅可以用作刻度次要测量方法方法方法方法(如如如如FTIRFTIR和和和和HPLC)HPLC)的主要标准，也可以用来检测的主要标准，也可以用

29、来检测的主要标准，也可以用来检测的主要标准，也可以用来检测药物的纯度。药物的纯度。药物的纯度。药物的纯度。n n(3)(3)把把把把NMRNMR的化学结构确定能力和的化学结构确定能力和的化学结构确定能力和的化学结构确定能力和HPLC(HPLC(高效液相色高效液相色高效液相色高效液相色谱谱谱谱)的大分子物质分离提纯能力结合在一起，产生了的大分子物质分离提纯能力结合在一起，产生了的大分子物质分离提纯能力结合在一起，产生了的大分子物质分离提纯能力结合在一起，产生了LCNMRLCNMR技术，从而可以实现混合物的在线分离与技术，从而可以实现混合物的在线分离与技术，从而可以实现混合物的在线分离与技术，从而

30、可以实现混合物的在线分离与识别。识别。识别。识别。n n今后，固态今后，固态今后，固态今后，固态NMRNMR技术也将在生物制药中得到应用，技术也将在生物制药中得到应用，技术也将在生物制药中得到应用，技术也将在生物制药中得到应用，以评价乳剂、混悬剂和片剂的均匀性。此外，把以评价乳剂、混悬剂和片剂的均匀性。此外，把以评价乳剂、混悬剂和片剂的均匀性。此外，把以评价乳剂、混悬剂和片剂的均匀性。此外，把NMRNMR与分离色谱、毛细管电泳等技术相结合也是一与分离色谱、毛细管电泳等技术相结合也是一与分离色谱、毛细管电泳等技术相结合也是一与分离色谱、毛细管电泳等技术相结合也是一个方向。冷冻探针等新技术的发现将

31、把个方向。冷冻探针等新技术的发现将把个方向。冷冻探针等新技术的发现将把个方向。冷冻探针等新技术的发现将把NMRNMR的检测的检测的检测的检测限度提高到毫微克范围。所有这些技术的发展都将继限度提高到毫微克范围。所有这些技术的发展都将继限度提高到毫微克范围。所有这些技术的发展都将继限度提高到毫微克范围。所有这些技术的发展都将继续推动续推动续推动续推动NMRNMR技术在研究药品结构、纯度、稳定性和技术在研究药品结构、纯度、稳定性和技术在研究药品结构、纯度、稳定性和技术在研究药品结构、纯度、稳定性和同分异构成分等方面的应用的进步。同分异构成分等方面的应用的进步。同分异构成分等方面的应用的进步。同分异构

32、成分等方面的应用的进步。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确For ExampleFor Example在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确例一确定分子结构确定分子结构。l用核磁共振法得到乙基苯的核磁共用核磁共振法得到乙基苯的核磁共振谱图如图振谱图如图8所示。由图可见位于所示。由图可见位于乙基苯中不同的化学集团乙基苯中不同的化学集团(甲基甲基)(次甲基次甲基)(苯基苯基)中的氢核，因其化中的氢核，因其化学环境不同而有不同的化学位移，学环境不同而有不同的

33、化学位移，依次为依次为1.22ppm,2.63ppm和和7.18ppm，而标准物质，而标准物质TMS的。图的。图中显示出：不同化学集团处有不同中显示出：不同化学集团处有不同的峰值数，这是由于不同化学集团的峰值数，这是由于不同化学集团间核的自旋耦合作用引起的能级分间核的自旋耦合作用引起的能级分裂而造成的。谱线还有一定的宽度，裂而造成的。谱线还有一定的宽度，吸收峰的面积正比于相应化学集团吸收峰的面积正比于相应化学集团中氢核的数目。因而对吸收曲线所中氢核的数目。因而对吸收曲线所包围面积进行积分，便可知各化学包围面积进行积分，便可知各化学集团中包含氢核的数目。核磁共振集团中包含氢核的数目。核磁共振仪中

34、配置的电子积分器，可把谱线仪中配置的电子积分器，可把谱线强度画成阶梯式的线，以阶梯的高强度画成阶梯式的线，以阶梯的高度代表峰面积的相对值。由图度代表峰面积的相对值。由图8可可知，乙基苯三个化学集团中氢核的知，乙基苯三个化学集团中氢核的数目比为数目比为5:2:3。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确例二核磁共振核磁共振CTCT l核磁共振成像（核磁共振成像（NMR成像）被广泛地用于医疗成像）被广泛地用于医疗诊断上，其中最常用是平面成象，即获取样品诊断上，其中最常用是平面成象，即获取样品平面（断面）上的分布信息，称作核磁共振计

35、平面（断面）上的分布信息，称作核磁共振计算机断层成象，也就是常说的核磁共振算机断层成象，也就是常说的核磁共振CT(computed topography)。就人体而言，体。就人体而言，体内的大部分内的大部分(75%)物质都是水，且不同组织中水物质都是水，且不同组织中水的含量也不同。用核磁共振的含量也不同。用核磁共振CT手段可测定生物手段可测定生物组织中含水量分布的图像，这实际上就是质子组织中含水量分布的图像，这实际上就是质子密度分布的图像。当体内遭受某种疾病时，其密度分布的图像。当体内遭受某种疾病时，其含水量分布就会发生变化，利用氢核的核磁共含水量分布就会发生变化，利用氢核的核磁共振就能诊断出

36、来。图振就能诊断出来。图9所示的人体成像装置核磁所示的人体成像装置核磁共振成像系统由磁体系统、谱仪系统、计算机共振成像系统由磁体系统、谱仪系统、计算机系统和图象显示系统组成。磁体系统由主磁体、系统和图象显示系统组成。磁体系统由主磁体、梯度线圈、垫补线圈和与主磁场正交的射频线梯度线圈、垫补线圈和与主磁场正交的射频线圈组成，是核磁共振发生和产生信号的主体部圈组成，是核磁共振发生和产生信号的主体部分。谱仪系统是产生磁共振现象并采用磁共振分。谱仪系统是产生磁共振现象并采用磁共振信号的装置，主要由梯度场发生器和控制系统、信号的装置，主要由梯度场发生器和控制系统、MR信号接收和控制等部分组成。计算机图象重

37、信号接收和控制等部分组成。计算机图象重建系统要求配备大容量计算机和高分辨的模数建系统要求配备大容量计算机和高分辨的模数转换器（转换器（analog/difital converter,A/D），以），以完成数据采集、累加、傅里叶转换、数据处理完成数据采集、累加、傅里叶转换、数据处理和图象显示。和图象显示。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l过去诊断人体内部的病变只能靠计算机辅助过去诊断人体内部的病变只能靠计算机辅助X射线层析技射线层析技术（术（CT）。今天，核磁共振层析术已成为医学上一种普）。今天，核磁共振层析术已成为医

38、学上一种普遍使用的重要诊断手段。图遍使用的重要诊断手段。图10是人的头部纵剖面的是人的头部纵剖面的NMR像，它显示了像，它显示了X射线成像看不到的细节。射线成像看不到的细节。NMR成像还有一成像还有一个好处，就是对病人无辐射危害。因此，这一技术存在着个好处，就是对病人无辐射危害。因此，这一技术存在着广阔的应用前景。广阔的应用前景。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确核磁共振CT与其它医学影像方法的不同在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确The End！Thank YouThank You！