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核磁共振;核磁共振与诺贝尔奖;核磁共振与诺贝尔奖;;1991年诺贝尔化学奖授予了瑞士苏黎世联邦高等工业学院的R. R. Ernst教授，奖励他在NMR方面的贡献。 Ernst教授毕生从事NMR研究，他发明的傅立叶变换技术和二维技术使得NMR成为现代仪器分析不可缺少的重要手段。正是由于这一技术的发明，大量难以用NMR谱仪进行的实验得以完成。也正是由于这一技术，使得NMR在化学、医学、生命科学等领域中得以应用。 ; 2002年诺贝尔化学奖授给了瑞士苏黎世联邦高等工业学院的库尔特·维特里希 ( Kurt Wüthrich) 教授。他发明了利用核磁共振(NMR)技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法，开拓了利用NMR技术测定溶液中蛋白质、核酸三维结构的NMR方法；把异核滤波技术用于研究超分子结构的分子间的相互作用；研究大分子在溶液中的水合作用；建立了横向弛豫优化的异核相关谱 (TROSY) 和交叉极化增强 (CRINEPT) 的实验方法，并将其运用于大分子，分子量达800 kDa。 ; 2002年诺贝尔化学奖的另一半分别授予给美国耶鲁大学及弗吉尼亚联邦大学的教授John B. Fenn（他发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法和对生物大分子的质谱分析方法）和日本岛津制作公司研发工程师、生命科学研究部主任Koichi Tanaka（他的贡献类似于John B. Fenn） 大学化学，2003，18(1):18 ; 2003 年诺贝尔生理学或医学奖授予了美国物理学家保罗.劳特布尔（Paul C Lauterbur）和英国物理学家彼特.曼斯菲尔德（Peter Mansfield）。 奖励他们在磁共振成像（MRI）方面作出的贡献。核磁共振技术与CT（计算机辅助体层摄影技术相结合，是当今最普遍的临床检查技术，已为广大医患者所接受。 ; ; 核磁共振氢谱; 核磁共振基本原理; 核磁共振基本原理; 核自旋, 核磁矩;核的自旋现象，用自旋量子I表示，I值与原子核的质量A和核电荷数（质子数或原子序数）Z有关。 ; I=1/2: 1H1(99.98%) 13C6(1.1%) 29Si14 (4.7%) 19F9 (100%) 31P15 (100%) ; I?0的原子核?都具有自旋现象?产生磁矩（?），?与自旋角动量P有关。; I = 0, eQ = 0: 核电荷均匀分布于球体表面，球形非自转体, ? = 0。 I = , eQ = 0: 核电荷均匀分布于球体表面，球形自转体, ? 0;I = 1/2 eQ =0; ? eQ 0 核电荷非均匀分布，长椭球自转体，? 0。 如2H1, 14N7 ; 电荷均匀分布于原子核表面（I = , eQ = 0）的核，核磁共振的谱线窄，有利于核磁共振检测。;? 核磁共振; 核磁共振;在B0中 I ? 0的自旋核，磁矩?的取向不是任意的，而是量子化的，共有（2I + 1）种取向。可用磁量子数m表示：m：I，I-1，?，-I+1，-I ? I = 1/2的自旋核，共有2种取向 （+1/2，-1/2） ;倒逮碘杯孰啮御赎压粹帅递炒级厘奏证绞壶企萌货师怜竖湾诵权刺曾宽眺的Si-NMR [001]的Si-NMR [001];在B0中： ; 量子力学选律可知，只有?m = ? 1的跃迁，才是允许跃迁，所以相邻两能级之间的能量差： ;专行币癸焚骇闽翻侯向堤极瞎愈去们炎朝熊若糖哲驴畴心愿伟已毋完然弓的Si-NMR [001]的Si-NMR [001]; 磁诱导产生自旋核的能级裂分;? 自旋核在B0场中的进动; （经典力学分析，自旋核在B0中就象一个旋转的陀螺在地心场中。）;进动的频率 ;? 核磁共振;嗽鼓父猾度革下瑞舍差脂踌穗啮夯馏呛槐壕辨唆瘤滦腮毫勿易收潦饲湍殷的Si-NMR [001]的Si-NMR [001]; 当?1 = ?0时，核就会吸收能量，由低能态（+1/2）跃迁至高能态（-1/2），这种现象称核磁共振。 ;共振吸收频率 ;B0一定时，不同的核，g 不同，?不同。 ;50.3MHz;产生NMR条件 ;?核弛豫; 只有当激发和辐射的几率相等时，才能维持Boltzmann分布，可以连续观测到光谱信号。 自发辐射的几率? ?E，?E越大，自发辐射的几率就越大。 ; 分子中，电子能级、振动能级跃迁，?E 较大，可以有效的自发辐射；核自旋能级?E小（位于射频区），自发辐射几率几乎为0。 ; 根据Boltzmann分布，对于1H, 低 能态的核比高能态的核高约百万分之 十