[发明专利]在不均匀磁场下获得核磁共振二维自旋回波相关谱的方法

说明书

技术领域

本发明涉及核磁共振波谱学检测方法，尤其是涉及一种在不均匀磁场下获得高分辨核磁共振二维自旋回波相关谱图的方法。

背景技术

二维自旋回波相关谱（Spin-Echo Correlated SpectroscopY,SECSY）是NMR领域最早提出二维谱学方法之一。常规SECSY序列是由一个π/2脉冲，一个π脉冲，一个被平分两半的间接维演化期t₁以及一个采样期t₂构成。这种常规的SECSY方法是在1979年由Ernst提出的（Aue W.P.,Bartholdi E.,and Ernst R.R.Two-dimensional spectroscopy application to nuclear magnetic resonance[J].J.Chem.Phys.,1976,64,2229-2246），通常一张二维SECSY谱中包含有主成分峰和交叉峰，其中主成分峰代表不等价核的位置信息，用于确定样品所含有的成分信息，而交叉峰代表不同核之间的J偶合网络体系，能够提供分子结构的信息。由于其固有的特点，SECSY已经成为化学和生物分析领域一种重要的检测工具，例如，Davoust等人（Davoust D.,Platzer N.,Derappe C.,Lemonnier M.,Ferrari B.,and Pavia A.A.2dimensional J-resolved and SECSY H-1NMR spectroscopy of the characteristic sequence of O-type carbohydrate peptide linkage[J].Carbohydr.Res.,1985,143,233-239）将SECSY用于碳水化合物肽链成分的检测；Chin等人（Chin J.,Fell B.,Pochapsky S.,Shapiro M.J.,Wareing J.R.2D SECSY NMR for combinatorial chemistry:High-resolution MAS spectra for resin-bound molecules[J].J.Org.Chem.,1998,63,1309-1311）将SECSY应用于树脂样品的魔角实验中；而实际的样品的检测环境往往都会由于样品内部磁化率等因素的影响引入磁场不均匀性，这种磁场不均匀通常会导致常规SECSY技术无法获得正确的检测信息，主要原因是SECSY序列中采样期是传统单量子信号(Single-Quantum Coherence,SQC)的演化，由于场不均匀性的作用，所得的SECSY谱中对角峰和交叉峰信号都沿着化学位移维展宽，这就导致了化学位移和J偶合信息的丢失甚至引起谱峰之间的交叠现象。同时这种常规SECSY谱中复杂的谱峰裂分模式不利于精细的J偶合结构分析，特别是在不均匀磁场的情况下。

目前已经出现一系列通过匀场硬件方面改进和操作来提高磁场均匀性，而这需要耗费相当多的努力，包括仔细匀场、旋转样品、严格去除样品中的顺磁性或颗粒性杂质，以及采用与样品磁化率匹配的容器等。目前还发展了利用射频场补偿B0场的不均匀性，并且用于在不均匀磁场中获得高分辨谱。例如，对于磁体外核磁共振，Blümich研究小组设计出了一种低磁场下单边可移动的NMR检测手段（Perlo J.,Casanova F.,and Blumich B.Ex situ NMR in highly homogeneous fields:H-1spectroscopy[J].Science.,2007,315(5815),1110-1112）；Pines研究小组利用“非原位脉冲”和“匀场脉冲”技术来消除不均匀场的影响（Meriles C.A.,Sakellariou D.,Heise H.,Moule A.J.,and Pines A.Approach to high-resolution ex situ NMR spectroscopy[J].Science.,2001,293(5527),82-85）；Frydman研究小组提出了空间编码的采样方法，利用射频脉冲的相位补偿大不均匀场下自旋相位偏移从而获得高分辨谱（Shapira B.and Frydman L.Spatial encoding and the acquisition of high-resolution NMR spectra in inhomogeneous magnetic fields[J].J.Am.Chem.Soc.,2004,126(23),7184-7185）。这些方法需要事先获得磁场的分布图。