我们设计了一些包含如下脉冲序列的核磁共振新方法:
1. 新型的核磁共振J分解谱方法


该方法通过在传统自旋回波中插入一个选择性180°脉冲实现偶合的选择性分配,利用PSYCHE模块和N(normal)/R(reversed)型采样获得纯吸收线型。为了得到拥有纯吸收线型的二维谱,需要将N型谱和F1维翻转后的R型谱进行叠加。得到的二维谱需要进行45°旋转,然后可以进行两维的分别投影。在直接维的投影中,与选择的核相偶合的核会表现出二重峰,从中可以方便地测量出相关的偶合常数;而其他的核都呈现为单峰,跟纯化学位移谱类似。而各个信号的间接维投影展示的是多重峰裂分结构,并且跟选择的核相偶合的核的多重峰结构会得到简化,这样也更方便进行多重峰分析。
不仅能提供特定的偶合的准确测量,也能允许进行多重峰分析,并且特定的多重峰会得到简化,更方便于分析。可以说,新方法包含了传统二维J分解谱和选择性J谱的功能,但是只需要花费一张传统二维J谱的实验时间。在许多需要解析复杂偶合的场合里,它能比传统J分解谱有更好的表现,促进分子结构与构象研究和其他化学生物研究。
2. 提高谱图分辨率的化学位移放大方法


分辨率是核磁共振波谱学里的一个重要挑战。窄的化学位移范围和大量的由于标量偶合引起的信号分裂经常产生谱峰拥挤甚至重叠。磁场强度直接影响谱图分辨率,因为磁场越高,信号越分散。但是磁场强度的提高很缓慢而且昂贵。旨在提高核磁共振分辨率的方法也一直在发展。我们提出一种化学位移放大方法,可以使信号的化学位移被放大而标量偶合不受影响。因此,信号分散度并且分辨率得到改善。这就有可能分离原来重叠的多重峰,并提取他们的积分来做定量分析。信号分散度的改善和标量偶合的保留也促进了多重峰的分析和信号归属。化学位移方法提供了一种提高受限于磁场强度的分辨率的方法。
3. 同时测量分子中所有氢-氢偶合常数的核磁共振方法研究

Figure 1.

Figure 2.
在新脉冲序列中,首先,90º脉冲把磁化矢量翻转到xy平面。在经过一半的间接维演化时间t1/2后,施加选择性180º脉冲并同时施加一个Z方向弱磁场梯度,达到在不同的z方向空间位置翻转不同的核。然后,我们施加一个PSYCHE去偶模块来实现同核宽带去偶。梯度编码的选择性180º脉冲和PSYCHE模块的整体效果是,在不同层面上,除了与在这一层被翻转的核的J偶合外,化学位移和其他J偶合都被重聚。这样,在演化期,我们在不同层得到了不同核的J偶合演化。梯度Gs用来选择我们需要的相干路径,第二个梯度G1用来补偿第一个梯度G1的作用,梯度Gp用来调整回波位置使之位于采样窗口的中心。最后,我们使用平面回波谱成像(EPSI)模块来采样,同时获取化学位移信息和空间位置信息。利用这个方法,我们可以得到三维数据,三维分别对应J偶合、化学位移和空间位置。新脉冲序列在溴代正丁烷上的作用过程如图2.2所示。