專利名稱:譜線不增寬快掃相關(guān)核磁共振方法
譜線不增寬快掃相關(guān)核磁共振(簡稱RSNMR)方法是一種核磁共振譜測量的方法。
已有技術(shù)中(R.K.Gupta，J.A.Ferretti and E.D.Becker，Journal of Magnetic Resonance，13(1974)，275-290)，快掃相關(guān)核磁共振是用連續(xù)波譜儀，配上小型計算機實現(xiàn)的。有兩種RSNMR方法，一種是用理論函數(shù)的方法，一種是用參考樣品的方法，本發(fā)明是對后種方法的改進。用參考樣品的RSNMR方法是利用計算機控制產(chǎn)生一個鋸齒形斜波電壓，去掃描射頻頻率或主磁場，激發(fā)待測樣品的原子核產(chǎn)生快掃響應(yīng)的擺動尾波信號G(ω)，對單共振峰的參考樣品以同樣條件下掃描，得到其快掃響應(yīng)的擺動尾波GR(ω)。對G(ω)與GR(ω)進行付里葉反變換分別得到g(t)與gR(t)，它們是時間域的信號。經(jīng)共軛相乘后得到R(t)，對它進行付里葉變換便得到RSNMR譜。這種方法不要測量掃頻變化率，不要相位校正，但存在著譜線增寬現(xiàn)象，使譜線線寬增寬了參考樣品的譜線寬度。這就降低了核磁共振譜的分辨率，也使積分譜失真，會影響化學上定量分析。
本發(fā)明的目的是消除譜線增寬現(xiàn)象，提高譜儀分辨率，同時消除積分譜的失真。
本發(fā)明的構(gòu)思是用連續(xù)波核磁共振譜儀、小型計算機、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)成一個RSNMR系統(tǒng)。在計算機送出模數(shù)轉(zhuǎn)換器的取樣脈沖同時，也使數(shù)模轉(zhuǎn)換器計數(shù)，產(chǎn)生一鋸齒斜波電壓，這個斜波可以在不同的起始位置掃描，也可以控制斜波電壓的掃描斜率。當這一斜波電壓加到譜儀的主磁場上，使共振頻率變化率b為常數(shù)時，待測樣品中的原子核受激發(fā)產(chǎn)生擺動尾波G(ω)，同樣掃描率下對具有單共振峰的參考樣品激發(fā)產(chǎn)生的擺動尾波為GR(ω)，它們都是頻域信號，經(jīng)過快速付里葉反變換得到相應(yīng)的時域信號分別為g(t)和gR(t)，gR(t)可表示為
gR( t ) = DRe-tT2Rej ( ω o t + ∮ )ej b t2/ 2]]>式中DR為常數(shù)，t是時間變量，T2R是參考樣品的自旋-自旋弛豫時間，ω0為參考樣品的共振頻率，∮為RSNMR系統(tǒng)的相位移動。
gR(t)是幅度隨時間衰減的信號，也是復(fù)數(shù)信號，要去掉幅度衰減因子，則應(yīng)作下面的處理，
gR(t)
與T2R無關(guān)，用它共軛乘g(t)得到時域信號R(t)＝
gR(t)
*g(t)對R(t)作付里葉正變換(FFT)就得到不增寬的RSNMR譜。
本方法得到的RSNMR譜與參考樣品線寬無關(guān)，RSNMR譜線不增寬，使譜分辨率得到提高，積分譜表示的信息更準確。已有技術(shù)中要嚴格選擇參考樣品，使其譜線盡量窄，本方法對參考樣品降低了要求，便于選擇。
附圖1是實施例的RSNMR系統(tǒng)框圖;
附圖2是實施例的可控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器的控制與數(shù)碼寄存電路;
附圖3是實施例工作過程流圖;
附圖4是實施例對乙基苯四重峰和三重峰和參考樣TMS的擺動尾波;
附圖5是實施例測量結(jié)果與已有技術(shù)測量結(jié)果相比較。
實施例詳細說明如附圖1所示的RSNMR系統(tǒng)方框圖中，〔1〕是連續(xù)波譜儀，它輸出的快掃響應(yīng)擺動尾波信號送模數(shù)轉(zhuǎn)換器〔2〕，經(jīng)接口控制電路〔3〕送計算機〔4〕存貯和數(shù)字信號處理。計算機輸出脈沖控制〔2〕取樣，同時使數(shù)模轉(zhuǎn)換器〔5〕計數(shù)，產(chǎn)生的斜波電壓經(jīng)掃描擴展電路〔6〕放大后加到〔1〕的主磁場上進行掃場。計算機內(nèi)的數(shù)據(jù)可送繪圖儀〔7〕繪出，系統(tǒng)工作的各種狀態(tài)可由控制指示電路〔6〕顯示。
附圖2示出了數(shù)模轉(zhuǎn)換的控制與數(shù)碼寄存電路?！?0〕、〔11〕、〔12〕、〔13〕、……、〔17〕構(gòu)成14位(bit)數(shù)碼寄存器，〔10〕、〔11〕都是四位二進制計數(shù)器電路，其余是六個jk觸發(fā)器。它們也構(gòu)成了14位的計數(shù)器，可由復(fù)位脈沖復(fù)位，其輸出20、21、……、213去控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電阻網(wǎng)絡(luò)開關(guān)。該數(shù)碼寄存器的高四位〔10〕，可并行接收高位數(shù)寄存器〔9〕中的數(shù)據(jù)?！?〕是四位數(shù)寄存器，在計算機送高位數(shù)命令(脈沖)作用下可并行接收計算機母線MX12、MX13、MX14、MX15上的數(shù)，由這個數(shù)決定掃描電壓的起始點。〔24〕、〔25〕、……、〔29〕是6個D型觸發(fā)器，它們構(gòu)成了低位數(shù)寄存器，D端接計算機數(shù)據(jù)母線，CP端接“低位送數(shù)命令”的控制線，在這個命令下，母線的數(shù)據(jù)可并行輸入該寄存器。〔18〕、〔19〕、……、〔22〕是5個與或非門，它們和與非門〔23〕構(gòu)成了數(shù)碼寄存器的計數(shù)和進位的控制電路，直接被〔24〕-〔29〕的D觸發(fā)器Q與
Q端控制。
該實施例的工作過程如附圖3所示?！?0〕是根據(jù)待測樣品的核磁共振譜線位置，計算機送0到15之間某數(shù)至高位數(shù)寄存器〔9〕;〔31〕為計算機送20、21、22、23、24、25中任一數(shù)至低位數(shù)寄存器，使〔24〕到〔29〕中有一相應(yīng)位為1，其余為0，通過〔18〕到〔23〕的門控制數(shù)碼寄存器相應(yīng)位接收掃描計數(shù)脈沖計數(shù)，其余位則不能;但該位不能再接收進位脈沖作用，其余則能接收低位的進位脈沖作用，它和計數(shù)脈沖的周期決定了掃描斜波電壓的斜率;〔32〕是計算機發(fā)出N個等間隔的掃描計數(shù)脈沖，如N為1024，這些脈沖計數(shù)過程使數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生鋸齒斜波掃場電壓;〔33〕是待測樣品在掃描磁場經(jīng)過共振區(qū)時產(chǎn)生擺動尾波G(ω)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器〔2〕和接口控制〔3〕變成數(shù)字信號送計算機〔4〕;為掃描參考樣品的共振區(qū)，〔34〕是重新給數(shù)模轉(zhuǎn)換器〔5〕的高位數(shù)寄存器〔9〕送數(shù);〔35〕是用前面的掃描速率通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器〔5〕掃場;〔36〕是把參考樣品產(chǎn)生的擺動尾波GR(ω)經(jīng)〔2〕、〔3〕變成數(shù)字信號送計算機;〔37〕是計算機作快速付里葉反變換，把快掃得到的擺動尾波G(ω)和GR(ω)分別變換成相應(yīng)的時域信號g(t)和gR(t);〔38〕是為去掉gR(t)幅度變化因子，用它的模去除之，即gR(t)＝gR(t)/｜gR(t)｜;〔39〕是計算g(t)與
gR(t)
的共軛相乘積R(t);〔40〕是對R(t)作快速付里葉正變換，得到RSNMR譜R(ω);〔41〕可對R(ω)求和得到積分譜;〔42〕是在繪圖儀〔7〕上繪出RSNMR譜R(ω)或它的積分譜，R(ω)譜消除了譜線增寬，隨之，譜線增寬引起的積分譜失真也消失了。此外計算機還可通過〔6〕指示同步累加次數(shù)，顯示工作狀態(tài)如掃描采樣、數(shù)據(jù)處理、暫停等待等。
附圖4示出實施例實測的快掃響應(yīng)擺動尾波信號，〔43〕為參考樣品TMS的快掃響應(yīng)擺動尾波信號GR(ω);〔44〕為待測樣品乙基苯的快掃響應(yīng)擺動尾波信號G(ω)。附圖5是實施例實測結(jié)果，〔45〕為用該方法得到的譜線不增寬乙基苯四重峰和三重峰;〔46〕為用已有技術(shù)得到的譜，譜線增寬，分辨率降低。
權(quán)利要求
1.譜線不增寬快掃相關(guān)核磁共振方法，是一種核磁共振譜測量的方法，在連續(xù)波核磁共振譜儀、計算機、掃描與數(shù)據(jù)采集部分構(gòu)成的系統(tǒng)中，用掃頻(或主磁場)變化率為常數(shù)的射頻場(或主磁場)經(jīng)過共振區(qū)，激發(fā)待測樣品的原子核，得到原子核的快掃頻率響應(yīng)信號(擺動尾波)G(ω)，同樣條件下對有單峰的參考樣品激發(fā)得到參考樣品的快掃響應(yīng)信號(擺動尾波)GR(ω)，對它們作付里葉反變換，分別得到時域響應(yīng)信號g(t)與gR(t)，把g(t)與gR(t)共軛相乘，再作付里葉正變換就得到核磁共振譜，本發(fā)明的特征是用一個可控制的數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行掃描，得到G(ω)與GR(ω)，對幅度隨時間衰減的gR(t)信號作處理，去掉其幅度的衰減變化，得到
gR(t)
，用
gR(t)
代替gR(t)進一步處理得到不增寬的快掃相關(guān)核磁共振譜。
2.由權(quán)利要求
1所述的方法，本發(fā)明的特征是時域參考信號
gR(t)
為一復(fù)數(shù)信號，它可用gR(t)除以自身的模｜gR(t)｜得到。
3.由權(quán)利要求
1所述的方法，本發(fā)明的特征是可控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器為一個可計數(shù)的14位(bit)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其高四位可并行接收計算機母線的數(shù)。
4.由權(quán)利要求
1和3所述的方法，本發(fā)明的特征是可控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器的低六位中，能任選一位接收計數(shù)脈沖，但該位不再接收低位進位脈沖作用。
專利摘要
譜線不增寬快掃相關(guān)核磁共振方法，屬于一種核磁共振譜測量方法。計算機通過可控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器，快掃描連續(xù)波譜儀的磁場，對待測樣品和參考樣品激發(fā)得到的擺動尾波分別是G(ω)和G
文檔編號G01N24/00GK85100474SQ85100474
公開日1986年8月20日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者鄔學文, 王東生, 季大雄 申請人:華東師范大學導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan