不均匀磁场下提高核磁共振波谱分辨率的新技术

高分辨核磁共振(NMR)波谱能够提供分子组成和结构信息，得到了广泛的应用。目前利用分子间多量子相干(iMQC)方法在不均匀磁场中获得较高分辨率谱，都是用绝对值方式显示谱图，因此重建后谱峰线宽较大。本项目首次提出在不均匀磁场下通过获取iMQC二维纯吸收谱，并重建获得线宽减小的一维谱，以提高谱图分辨率。本项目将开展的研究：(1)深入研究iMQC信号特点，分析影响谱图分辨率的内在因素和外在条件，建立获取二维纯吸收谱的物理模型。(2)设计新脉冲序列，采集互补的二维谱以抵消色散分量获取吸收谱；结合计算机模拟和实验验证优化脉冲序列。(3)改进滤波器对角化方法，将其应用于处理iMQC信号，重构数据提取吸收分量获取二维吸收谱。(4)分析和比较上述两方法的优缺点及应用范围，并尝试有机结合它们的优点以获取最佳效果。通过以上研究，本项目最终建立不均匀磁场下获取更高分辨率NMR谱的新方法，以促进NMR技术的发展。

在不均匀磁场下，难以通过常规的技术获得高分辨核磁共振谱图。在本项目的支持下，我们从理论上分析了分子间多量子相干信号特点，不同阶信号之间的相对优缺点，分析了影响谱图分辨率的内在因素和外在条件，定量研究了不均匀磁场对信号造成的影响，建立合适的数学物理模型。我们设计新脉冲序列，采用恒时采样策略，获取互补的分子间零量子和分子间双量子信号，巧妙重组两类信号，消除色散分量，获取吸收谱。通过分子内零量子相干、分子间单量子相干、采取施加不对称梯度等方式降低不均匀磁场的影响，获取高分辨谱图。引入哈德曼编码技术和空间编码技术等，发展快速采样技术，减少采样时间，开发相应的信号处理算法，并编写相应的处理代码。通过反转检测、选择性移动谱峰等手段，缩小检测谱宽，提高谱图分辨率。设计多量子滤波方式，引入激发雕刻方法和化学位移选择方法，有效压制强溶剂峰信号。