磁共振技术讲解.ppt

磁共振技术 磁共振技术 磁共振技术 磁共振技术 核磁共振成像优点 MRI对人体没有损伤； MRI能获得脑和脊髓的立体图像，不像CT那样一层一层地扫描而有可能漏掉病变部位； 对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT； 增强扫描无须过敏试验,适宜于CT增强过敏患者。 磁共振技术 在生物学中的应用 目前生物NMR波谱学研究的前沿领域 生物分子三维结构的NMR测定 生物分子相互作用、动力学及其与功能的关系研究 基于NMR的代谢组学研究（包括复杂生物体系的NMR直接分析） 生物组织的高分辨NMR分析 磁共振技术 测定蛋白质分子的结构 左图是一种蛋白质的NMR图谱，右侧是它的结构模型。 磁共振技术 地质勘探上的应用 通过对地层中水分布信息的探测，观测、研究在地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律，可以确定某一地层下是否有地下水存在，以及地下水位的高度、含水层的含水量和孔隙率等地层结构信息。 磁共振技术 磁共振技术 目前核磁共振探测技术已经成为传统的钻探探测技术的补充手段，并且应用于滑坡等地质灾害的预防工作中，但是相对于传统的钻探探测，核磁共振探测设备购买、运行和维护费用非常高昂，这严重地限制了MRS技术在地质科学中的应用。 磁共振技术 化学上的应用 不同的峰表示处于不同化学环境下的H原子 磁共振技术 磁共振技术 磁共振技术 在材料科学中的应用 聚合物 杂质小分子 用NMR测定聚合物中杂质的含量 Thank You ! 磁 共 振 技 术 磁共振技术 1.磁共振简介 2.电子顺磁共振（EPR）原理及应用 3.核磁共振（NMR）原理及应用 Concept Game Test Exam 磁共振技术 磁共振简介 磁共振是指磁矩不为零的原子或原子核在稳恒磁场作用下对电磁辐射能的共振吸收现象，其意义上较广，包含有核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)、电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance, EPR)或称电子自旋共振(Electron Spin Resonance, ESR)。 磁共振技术 电子顺磁共振 电子顺磁共振 （Electron Paramagnetic Resonance 简称EPR) 或称电子自旋共振 (Electron Spin Resonance 简称ESR) 研究化合物或矿物中不成对电子状态,用于定性和定量检测物质原子或分子中所含的不成对电子,并探索其周围环境的结构特性. 磁共振技术 电子顺磁共振 EPR现象首先是由前苏联物理学家 E．K．扎沃伊斯基于1945年从MnCl2、CuCl2等顺磁性盐类发现的。物理学家最初用这种技术研究某些复杂原子的电子结构、晶体结构、偶极矩及分子结构等问题。 1954年美国的B．康芒纳等人首次将EPR技术引入生物学的领域之中，他们在一些植物与动物材料中观察到有自由基存在。 60年代以来，由于仪器不断改进和技术不断创新，EPR技术至今已在物理学、半导体、有机化学、络合物化学、辐射化学、化工、海洋化学、催化剂、生物学、生物化学、医学、环境科学、地质探矿等许多领域内得到广泛的应用。 磁共振技术 基本原理 电子是具有一定质量和带负电荷的一种基本粒子,它能进行两种运动:一是在围绕原子核的轨道上运动,二是通过本身中心轴所做的自旋。由于电子运动产生力矩,在运动中产生电流和磁矩。若在垂直外磁场方向加上合适频率的电磁波,能使处于低自旋能级的电子吸收电磁波能量而跃迁到高能级,从而产生电子的顺磁共振现象。 磁共振技术 磁矩?与外磁场H的相互作用 ?( ? 当 的时候，能量最低 当 的时候，能量最高 磁共振技术 电子的自旋磁矩 μs=ge? ?是玻尔磁子 ge是无量纲因子，称为g因子 自由电子的g因子为ge=2.0023 单个电子磁矩在磁场方向分量μ=1/2ge? 外磁场H 的作用下，只能有两个可能的能量状态: 即 E=±1/2gβH 磁共振技术 电子自旋能级与磁场强度的函数关系 H0为共振时的外磁场 E?=1/2gβH E?=?1/2gβH 能量差△E＝gβH 这种现象称为塞曼分裂(Zeeman splitting) 磁共振技术 产生顺磁共振的条件 如果在垂直于H的方向上施加频率为hυ的电磁波，当 hυ＝gβH 处于两能级间的电子发生受激跃迁，导致部分处于低能级中的电子吸收电磁波的能量跃迁到高能级中。 磁共振技术 电子顺磁共振的应用 电子顺磁共振主要研究自由基和顺磁性金属离子（大多数过渡金属离子和稀土离子）及其化