1、梯度勻場(chǎng)布魯克中國(guó)核磁用戶會(huì)二零零三年九月二十四至二十九趙培棟clemens anklin2梯度勻場(chǎng)1. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理2. 梯度勻場(chǎng)使用的軟件3. 梯度勻場(chǎng)的方法a:1d 1h b: 3d 1hc: rcbd: 1d 2h31. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理 勻場(chǎng)就是在樣品區(qū)域增加或減少勻場(chǎng)線圈中的勻場(chǎng)就是在樣品區(qū)域增加或減少勻場(chǎng)線圈中的電流以補(bǔ)償外磁場(chǎng)的不均勻性的方法電流以補(bǔ)償外磁場(chǎng)的不均勻性的方法. . 要求勻場(chǎng)系統(tǒng)創(chuàng)造一要求勻場(chǎng)系統(tǒng)創(chuàng)造一 補(bǔ)償場(chǎng)補(bǔ)償場(chǎng), ,此此 補(bǔ)償場(chǎng)補(bǔ)償場(chǎng) 應(yīng)應(yīng): : 與外磁場(chǎng)的不均勻性強(qiáng)度相同但符號(hào)相反與外磁場(chǎng)的不均勻性強(qiáng)度相同但符號(hào)相反. .41. 勻場(chǎng)及

2、梯度勻場(chǎng)的基本原理一個(gè)需要調(diào)整一個(gè)需要調(diào)整z1和和z2以補(bǔ)償外磁場(chǎng)不均勻性的例子以補(bǔ)償外磁場(chǎng)不均勻性的例子zd dbozd dbshimzd db0z2zzz1調(diào)整前的磁場(chǎng)勻場(chǎng)線圈產(chǎn)生的補(bǔ)償場(chǎng)調(diào)整后的磁場(chǎng)5同性均勻磁場(chǎng)同性均勻磁場(chǎng)tz)(進(jìn)動(dòng)頻率 (larmor) 正比與 gi b0若 b0 = 11.7t 那么 1h=500 mhz在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系()磁化矢量靜止不動(dòng)zb0uvzxy1. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理02bg6在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中,假如梯度場(chǎng)強(qiáng)為 20 g/cm 線圈的有效長(zhǎng)度是 1 cm. 1gauss相當(dāng)于4258 hz氫的頻率. 處于 z = +0.5 cm的原子核就會(huì)以0.5*20

3、*4258 = 42580 hz的速度旋轉(zhuǎn), 而在z = 0的原子則靜止不動(dòng). zb0uv+00.250.5-0.25-0.5 02129042580- 21290- 42580z(hz)zgzzxyz (cm)施加一個(gè)施加一個(gè)z z方向的梯度場(chǎng)方向的梯度場(chǎng)1. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理由各點(diǎn)頻率與位置的關(guān)系推出相位與位置的關(guān)系)(2)(0zbbzgg71. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理tzz)()()(2)(0zbbzggtzbzg)(2)(g由各點(diǎn)頻率與位置的關(guān)系推出相位與位置的關(guān)系由于在不均勻磁場(chǎng)中tzbzbzg)()(2)(0dg在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中有8勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理ted15 fid

4、: echo1h, 2hz-梯度梯度pl1, p0基本參數(shù):激發(fā)脈沖:p0, pl1回波時(shí)間:d15梯度強(qiáng)度:在grdprog定義9梯度回波 傅立葉轉(zhuǎn)換 幅度計(jì)算轉(zhuǎn)換 1. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理0.0040.0030.0020.001sec-20-15-10-535302520151050ppm-20-15-10-535302520151050ppm101. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理梯度勻場(chǎng)必須: 知道各勻場(chǎng)線圈產(chǎn)生的補(bǔ)償場(chǎng)與樣品區(qū)內(nèi)沿知道各勻場(chǎng)線圈產(chǎn)生的補(bǔ)償場(chǎng)與樣品區(qū)內(nèi)沿z-z-軸軸各點(diǎn)的關(guān)系各點(diǎn)的關(guān)系. . 樣品區(qū)內(nèi)沿樣品區(qū)內(nèi)沿z-z-軸各點(diǎn)的不均勻性的特征軸各點(diǎn)的不均勻性的特征. .

5、111. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理)(2)(212120tetezbtetezbgddgg由下面兩組實(shí)驗(yàn)之差可推出由下面兩組實(shí)驗(yàn)之差可推出. ted15=5m回波回波1h, 2hz-梯度梯度pl1, p0 ted15=20m 回波回波1h, 2hz-梯度梯度pl1, p0梯度脈寬t梯度脈寬2t梯度脈寬t梯度脈寬2ttzbtetezbdddd)(2)(20120gg由于在te時(shí)間內(nèi), bg(z)=0121. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理由下面兩組實(shí)驗(yàn)之差可推出由下面兩組實(shí)驗(yàn)之差可推出. ted15=5m回波回波1h, 2hz-梯度梯度pl1, p0 ted15=20m 回波回波1h, 2hz-梯度梯

6、度pl1, p0tzbzbz內(nèi)dddd)()(2)(00gdb0內(nèi)(z):磁場(chǎng)的不均勻性引起沿z-軸某位置的磁場(chǎng)變化.db0勻(z):改變勻場(chǎng)電流引起沿z-軸某位置的磁場(chǎng)變131. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理db0內(nèi)(z)field mapdb0勻(z)為零時(shí)：上述實(shí)驗(yàn)可得到沿z-軸各點(diǎn)由于場(chǎng)不均勻性引起相位變化.tzbzbz內(nèi)dddd)()(2)(00g14 1. 勻場(chǎng)及梯度勻場(chǎng)的基本原理-20-15-10-535302520151050ppm-20-15-10-535302520151050ppm梯度場(chǎng)(勻場(chǎng)線圈)引起的相位演化 黑線:未加梯度場(chǎng)前的頻率輪廓圖紅線: z1-shim + 50

7、00 units-4-3-2-143210ppm兩者差db0內(nèi)(z) 60 degrees (typical 60 100 usec)pl1 = high (-6 db for 2h_tx, +6 for lockswitch)實(shí)驗(yàn)時(shí)間 30 s.3. 梯度勻場(chǎng)的方法 d: 1d2h 57重復(fù)重復(fù) (d1) / (d1) / 脈沖角脈沖角 ( ( ) )根據(jù)ernst 角獲取最佳 s/n cos = e (-rd/t1)rd 200ms t1 6.7s 13鑒于溫度,外場(chǎng)變化以及射頻脈沖的不均勻性 10 3. 梯度勻場(chǎng)的方法 d: 1d2h 582 2h t1 h t1 遲豫時(shí)間常數(shù)遲豫時(shí)間常數(shù): 400mhz 溫度 298k:acetonitril 6.7s acetone 4.6smethanol 4.4s / 0.2sthf 3.0s / 2.7sbenzene 1.4schloroform 1.4sethanol 1.0s / 0.8s / 0.1sdmso 0.7sd2o 0.4s3. 梯度勻場(chǎng)的方法 d: 1d2h 59參數(shù)的改進(jìn)方法二d1 = 0.05sec rg=128ns = 32p0 10 degrees (10u)pl1 = high (-6 db for 2h_tx, +6 for lockswitch)實(shí)驗(yàn)時(shí)間 11sec.3. 梯度勻場(chǎng)的方法