核自旋单重态的制备与磁共振技术的结合应用

作     者：胡凯瑞 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：魏达秀

授予年度：2021年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：核磁共振 核自旋单重态 二维谱 磁共振成像 自旋扩散 

摘      要：长寿命核自旋单重态作为一种特殊的量子态,在磁场中不随梯度场演化且具有远长于T1弛豫时间的衰减寿命,具有广阔的应用前景。本文讨论了多个自旋体系中核自旋单重态的制备,并将核自旋单重态应用于二维核磁共振谱、磁共振成像成像以及扩散的测量。主要工作包括:（1）以NAA分子为例,讨论了两种耦合形式下核自旋单重态的制备,分析了单重态制备时非单重态的自旋耦合对制备单重态效率的影响。并将单重态的制备与检测序列应用于二维核磁谱,实现了复杂环境下特定基团的靶向观测,该方法能为解析复杂大分子的核磁谱图提供有效手段。（2）针对乳酸分子中特殊的四自旋体系,分别设计了硬脉冲和优化脉冲两种制备核自旋单重态序的脉冲序列,并将该方法与成像技术结合,实现了乳酸分子的选择性滤波成像。（3）利用单重态具有长寿命的这一特性,将其应用于扩散系数测量,并分析了该方法的优势以及误差来源。以单重态分子作为探针,实现了场不均匀情况下多孔材料中溶液扩散系数的测定。综上所述,本文探讨了单重态制备时自旋体系的耦合对制备效率的影响。实现了基于单重态的核磁共振二维谱和特定分子的磁共振成像。并运用单重态测量分子在不同环境下的扩散系数,单重态所具有的长寿命的特点又使其在扩散测量方面具有独特的优势。