核磁共振横向弛豫时间拟合方法的评估
核磁共振(NMR)
1，原子核的塞曼效应与核磁共振
• 原子核有角动量，因而有磁矩。如果原子核的自 旋量子数为I，相应的角动量为 PI ，则原子核的磁 矩为 e • （1） gN PI
2m p
• 设外磁场的方向沿Z轴，则磁场与原子核磁矩的相 互作用能为
•
E B g N N mB
2，NMR过程的经典描述：共振与弛豫
• 共振前后磁化强度的方向
2，NMR过程的经典描述：共振与弛豫
• 一旦射频信号消失，或者不再满足共振条件，则 射频信号就不再起作用，这时候，原子核系统吸 收的能量要放出来，具体过程是：磁化强度M逐 渐向Z轴靠拢并最后回到Z轴方向，而磁化强度在 XOY平面内的分量Mxy要逐渐趋于0。这里，磁化 强度的Z分量与XOY平面内的分量Mxy是独立变化 的，一般来说，分量Mxy在Z分量完全恢复到平衡 值以前先变为0。整个恢复平衡的过程叫弛豫过程。 从实验室坐标系来看，磁化强度恢复平衡的过程 是磁化强度绕Z轴进动的过程，具体图象如下：
2 2 2 B0
3 2 3 ( B0 Bm2 )
• 由此可以计算出磁场B0和Bm，并能检验扫描磁场 的对称性。要求在5个以上的扫描电压下，分别测 出对应的共振点的参数。
4，实验任务与测量方法
• 峰点共振
4，实验任务与测量方法
• 过零点共振
4，实验任务与测量方法
• 谷点共振
4，实验任务与测量方法
• 典型结果
4，实验任务与测量方法
• 装置框图
4，实验任务与测量方法
• • • • 4.2 P-NMR实验：测量横向弛豫时间T2。 共振条件： B0 方法：自旋回波法 采用双脉冲，先发90o脉冲，经过时间τ，再 发180o脉冲，则在2τ时刻，出现回波。详细 分析见讲义。
超小铁基造影剂的r1弛豫率
超小铁基造影剂的r1弛豫率一、引言超小铁基造影剂是一种新型的MRI对比剂，具有较高的对比度和生物相容性。
其中，R1弛豫率是评价其成像性能的重要指标之一。
本文将从超小铁基造影剂的特点、R1弛豫率的定义和计算方法以及影响R1弛豫率的因素等方面进行详细介绍。
二、超小铁基造影剂的特点超小铁基造影剂是一种由纳米级铁氧体颗粒构成的MRI对比剂。
与传统对比剂相比，它具有以下几个特点：1. 粒径小：超小铁基造影剂粒径通常在5-50纳米之间，相当于传统对比剂粒径的十分之一到百分之一左右。
2. 生物相容性好：超小铁基造影剂表面经过修饰后，可以有效地降低其毒性和免疫原性。
3. 对比度高：由于其粒径小且表面积大，可以更好地与周围组织接触并产生更强烈的信号。
4. 稳定性好：超小铁基造影剂具有较好的化学稳定性和磁学稳定性，可以在体内长时间循环使用。
三、R1弛豫率的定义和计算方法R1弛豫率是指物质在外加磁场作用下，其纵向弛豫时间（T1）与磁场强度（B0）之间的关系。
具体地说，R1弛豫率可以通过以下公式计算：R1=1/T1其中，T1是物质在外加磁场下，自发放射出能量的时间间隔。
一般来说，T1越短，物质的信号就越明显。
四、影响R1弛豫率的因素超小铁基造影剂的R1弛豫率受到多种因素的影响。
以下是其中比较重要的几个因素：1. 浓度：超小铁基造影剂浓度越高，其对比度就越明显。
2. 粒径：超小铁基造影剂粒径越小，其表面积就越大，对比度也就越明显。
3. 酸碱度：超小铁基造影剂在不同酸碱条件下其表面电荷状态不同，会对其信号产生影响。
4. 温度：温度升高会降低超小铁基造影剂的信号强度。
5. 磁场强度：磁场强度越高，超小铁基造影剂的信号强度也就越高。
五、结论超小铁基造影剂是一种新型的MRI对比剂，具有较好的生物相容性和对比度。
其R1弛豫率是评价其成像性能的重要指标之一，受到多种因素的影响。
在实际应用中，需要根据具体情况进行合理调整，以达到最佳成像效果。
核磁共振弛豫时间与硫酸铜溶液浓度关系的探究
2014年度本科生毕业论文（设计）核磁共振弛豫时间与硫酸铜溶液浓度关系的探究院（系）：理工学院专业：物理学年级： 2010级学生姓名：李自威学号： 100550114导师及职称：蔡允高（助教）2014年6月2014Annual Graduation Thesis (Project) of the College UndergraduateInvestigate Nuclear magneticresonance relaxation time and therelationship between the concentrationof CuSO4 solutionDepartment: College of science and engineeringMajor: PhysicsGrade: 2010Student’s Name:Li zi weiStudent No.:100550114Tutor: Teaching assistant Cai yun gaoFinished by June, 2014毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解保山学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。
有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。
保密的论文（设计）在解密后适用本规定。
作者签名：指导教师签名：日期：日期：李自威毕业论文（设计）答辩委员会(答辩小组)成员名单摘要实验主要利用原子核自身的磁性及其与外加磁场的作用（NMR），来探究硫酸铜溶液中氢原子核的核磁共振弛豫时间T（表观横向驰豫时间T2*、横向驰豫时间T 2、纵向驰豫时间T1*）随CuSO4溶液浓度变化所呈现的关系。
弛豫时间分布积分
弛豫时间分布积分
弛豫时间分布积分是一种用于分析物质内部结构和动力学过程的技术，通常应用于核磁共振（NMR）和电化学阻抗谱（EIS）等领域。
该技术基于将电化学模型假定为欧姆电阻与极化阻抗串联，而极化阻抗表现为连续串联的RC并联电路，通过对弛豫时间分布函数求解获得弛豫时间的分布状态，进而实现对物质结构和动力学过程的分析。
以核磁共振为例，在弛豫时间分析中，通常将采集到的T2衰减曲线代入弛豫模型中进行拟合和反演，以得到样品的T2弛豫信息，包括弛豫时间及其对应的弛豫信号分量。
横坐标为范围从10-2 ms到10000 ms对数分布的200个横向弛豫时间分量T2，纵坐标为各弛豫时间对应的信号分量A2i（为便于定量分析，该信号分量经质量归一化处理），已知信号量与其组分含量成正比关系，积分面积A即为样品的信号量。
弛豫时间分布积分技术的优点包括能够直接实现阻抗谱的解析，依据时间常数分辨动力学特征，避免手动拟合电路的主观性造成的分析误差，利于直接观察、对比动力学变化过程，准确分析阻抗值极低的阻抗谱等。
核磁共振横向弛豫时间与金属种类之间的关系
核磁共振横向弛豫时间与金属种类之间的关系宣艳;向义龙【摘要】采用低场核磁共振技术采集不同的硫酸盐溶液中的氢核的横向弛豫时间T2,比较了纯水和不同浓度硫酸盐溶液中的氢核的核磁共振信号,分析了不同金属阳离子对溶液中氢核的影响,并对金属离子盐溶液中的氢核的弛豫时间与金属种类和浓度之间的相关性进行研究.实验结果表明,金属离子钠、镁、铝、钾、铁、锰、铜和锌均能加快氢核的核磁共振弛豫衰减速度,具有促进水分子结合的作用.随着金属离子浓度增加,T2均变小.浓度相同的情况下,金属离子对液体中氢核的的影响由强到弱为:Mn2+＞Fe3+ ＞Cu2+＞Mg2+＞ Al3+＞Na+＞Zn2+＞K+.【期刊名称】《分析仪器》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】5页(P149-153)【关键词】核磁共振;弛豫时间;盐溶液;相关性【作者】宣艳;向义龙【作者单位】南京林业大学现代分析测试中心,南京210037;南京林业大学现代分析测试中心,南京210037【正文语种】中文1 引言水是地球上生物赖以生存的最重要物质之一。
自然界中的水分子不是孤立的，而是通过氢键的作用使得若干个分子聚合在一起，形成水分子团。
自从Dyke等人[1]于1977年验证了二元水结构以来，水分子团 [2-6]的实验和理论研究已经成为一个重要的研究方向。
多数的硫酸盐易溶于水，溶液中的离子会使溶液中的水分子重新排列，而这样排列的水分子结构与纯水结构有较大的差异。
因此盐溶液中的氢核弛豫的研究对于水分子团的研究具有重要的理论和现实意义。
低场核磁共振技术[7]是基于自旋核在射频磁场中的性质对材料进行分析的的一种测试方法。
低场核磁共振因其成本低廉、无损、快速等优点在粮油食品[8-11]、地质勘探[12，13]、石油化工[14-18]等领域得到了广泛的应用。
本实验利用低场核磁共振技术研究了硫酸盐溶液中氢核，研究了盐中的金属离子的种类和溶液浓度对氢的弛豫时间的影响。
自旋回波在地面核磁共振找水技术中的反演算法初探
自旋回波在地面核磁共振找水技术中的反演算法初探摘要：当测区磁场分布不均匀时，地面核磁共振技术所反映出的地下孔隙度会相对真实情况偏小。
而将自旋回波信号应用于地面核磁共振方法中，则会有效克服磁场的不均匀分布对该方法的影响。
因此，本文尝试提出一种利用自旋回波信号求取地面核磁共振方法中横向弛豫时间谱的反演算法，为今后将自旋回波技术应用于地面核磁共振方法的研究提供参考资料。
本算法主要数学模型为多指数反演模型，反演算法为奇异值分解法。
关键词：地面核磁共振；自旋回波；多指数反演；奇异值分解1 地面核磁共振基本原理在静磁场B0的作用下，具有磁矩μ的原子核将受到力矩μ×B0 的作用，沿磁场B0方向为轴（设为Z轴方向），以ω0=γ|B0|做拉莫尔（Larmer）进动，γ为磁旋比，其中μ与B0方向之间的夹角保持固定不变[1]。
现在垂直于B0方向上施加一个射频场B1，其振动角频率为ω0。
在B1作用下，自旋磁矩μ绕射频磁场B1方向的进动，且与Z轴方向之间的夹角逐渐增大，这个夹角又叫扳转角，其大小与γ、B1和它持续作用的时间τ（也叫脉冲宽度）的乘积呈正相关。
射频场B1的施加，使得原自旋系统磁化强度的纵向分量减小，同时磁化强度的水平分量增加。
由于吸收了射频场B1的能量，原子由稳定的低态变成了不稳定的激发态。
因此当射频场B1撤去后，原子会发生跃迁，向外辐射电磁波，而这个辐射出来的电磁波信号，即是我们通常所要测量的自由感应衰减信号E（t，q）[2]。
当交变电流脉冲结束作用后，由同一线圈接收天线接收到自由感应衰减信号按指数规律衰减。
以下是地面核磁共振方法的基本方程：（1）其中，M0是氢质子的磁化强度；是激发场垂直于地磁场的分量；r为激发半径；I0为电流脉冲的振幅；α为地磁场倾角。
根据式（1），可由以上参数与观测值E（t，q），求出表示地下含水量的与表示地下孔隙度的2 自旋回波[3]信号介绍当稳定磁场B0为不均匀磁场时，不同位置上自旋的同种原子核受到的磁场强度不同，因此它们以不同的进动频率绕着B0作进动，具有一个总磁矩M。
海棠果水分迁移情况的核磁共振分析1.24--王殿生
海棠果生长过程水分迁移的核磁共振研究尤益民，刘振宇，王殿生（中国石油大学（华东）理学院，山东青岛266580）摘要：建立了海棠果的核磁共振活体检测体系，通过检监测海棠果的T2弛豫特性在海棠果中后期生长过程中的日序变化，发现代表结合水和不易流动水的的T2弛豫时间持续增大，而代表自由水的T2弛豫时间的变化不明显。
结果表明：（1）在海棠果中后期的生长过程中，由于新陈代谢的增强，消耗了大量的大分子物质，导致大分子物质像原果胶、半纤维素很大分子糖等含量下降，结合水的含量下降，水分子与大分子物质间的束缚作用减弱，能量不易在核自旋间转移，导致其所对应的横向弛豫时间T21、T22在逐渐增加；（2）从七月中旬到八月初，由于光合作用和呼吸作用使得自由水处于一个动态平衡的状态，导致代表自由水的横向弛豫时间T23处于一个平稳的状态:(3)从八月初到八月中旬，海棠果体积处于膨大期，自由水增多明显，导致T23有一个短暂的下降趋势(4)从八月中旬到海棠果成熟，各个横向弛豫时间趋于平稳，果实可以采收。
本实验利用核磁共振测量技术很好的解释了海棠果成长过程中的水分变化情况。
关键词：海棠果；核磁共振；横向弛豫时间:新陈代谢1 引言（1）查找一些海棠果研究方面的文献，说明：海棠果的产地、果实特征（形状、大小、颜色、质量、气味、口味，主要化学成分，含水量，液体含量，等等）、生长习性与时间、成熟过程水、糖、酸等化学成分变化，成熟度的通常辨别方法，食用方法与功能特性（食用品质），采摘时机对后续储藏、加工影响（减小损失等），合理确定采摘成熟期，含糖量是水果的主要品质因素，定量确定含糖量。
（2）核磁共振技术检测水果的特点和研究现状，侧重于水分含量和糖含量方面的变化。
（3）本文研究内容。
更主要的是研究水分变化的意义，是认识海棠果生长机理，还是反映成熟度，还是反映其他特性？水果是人类生活中必不可缺的食物之一，含有丰富的碳水化合物、矿物质、微量元素以及各种营养成分，经常摄入水果，可以有效地预防高血压、肥胖等疾病[1]。
低场核磁共振研究胶黏剂的固化和老化过程
装备环境工程第20卷第10期·118·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年10月低场核磁共振研究胶黏剂的固化和老化过程赵敏1，张倩1，杨睿1*，蔺跃龙2，边磊2，周文清2，赵猛2（1.清华大学 化学工程系，北京 100084；2.内蒙动力机械研究所，呼和浩特 010010）摘要：目的研究胶黏剂的固化程度及在自然贮存和温度循环中的变化。
方法利用低场核磁共振技术，通过测定胶黏剂中氢原子在固化和老化过程中横向弛豫时间T2的变化，反映固化过程中交联结构的发展，以及交联结构在6个月自然贮存和100次高低温循环过程中的变化，阐明胶黏剂的老化机理。
结果光固化胶黏剂的光交联反应在20 min后就进行完全，热固化胶黏剂在60 ℃固化4 h后即达到了较高程度的交联，120 ℃固化对交联程度的影响不大，更多的是对交联结构的完善。
经过‒45~75 ℃下100次高低温循环后，胶黏剂的交联结构变化不明显。
自然贮存6个月后，胶黏剂不仅发生继续交联，而且结构发生了一定的松弛，这些将对其长期使用稳定性带来影响。
结论低场核磁共振对氢原子的运动能力敏感，而且制样简单，测试速度快，是研究交联结构变化的强有力的工具，对胶黏剂的研制、固化工艺优化、固化机理研究具有重要的应用价值。
关键词：低场核磁共振；胶黏剂；固化；老化；交联结构；弛豫时间；固化机理中图分类号：O631.6 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)10-0118-06DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.10.014Curing and Aging of Adhesives by Low-field Nuclear Magnetic ResonanceZHAO Min1, ZHANG Qian1, YANG Rui1*, LIN Yue-long2, BIAN Lei2, ZHOU Wen-qing1, ZHAO Meng2(1. Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;2. Inner Mongolia Institute of Dynamical Machinery, Hohhot 010010, China)ABSTRACT: The work aims to study the curing degree of adhesive and its changes in natural storage and temperature cycle.With the help of the low-field nuclear magnetic resonance (LF-NMR) technology, the change of transverse relaxation time T2 of hydrogen atom in the adhesive during curing and aging was measured to reflect the development of cross-linked structure during curing and the change of the cross-linked structure during 6 months of natural storage and 100 high and low temperature cycles, and clarify the aging mechanism of the adhesive. The results showed that the photo-cross-linking reaction of the light-cured ad-hesive was completed in 20 min minutes. The thermosetting adhesive reached a high degree of cross-linking after curing at60 ℃for 4 h. Curing at 120 ℃had little effect on the cross-linking degree, but improved the cross-linked structure further.After 100 high and low temperature cycles at ‒45~75 ℃, the cross-linked structure of the adhesive did not change obviously.However, after natural storage for 6 months, the adhesive not only continued to cross-link, but also had a certain relaxation in structure, which would affect its long-term use stability. Low-field nuclear magnetic resonance is sensitive to the mobility of hydrogen atoms, simple in preparation and fast in testing. It is a powerful tool to study the changes of the cross-linked structure, and has important application value in the development of adhesives, the optimization of curing process and the study of curing收稿日期：2023-09-24；修订日期：2023-10-09Received：2023-09-24；Revised：2023-10-09引文格式：赵敏, 张倩, 杨睿, 等. 低场核磁共振研究胶黏剂的固化和老化过程[J]. 装备环境工程, 2023, 20(10): 118-123.ZHAO Min, ZHANG Qian, YANG Rui, et al. Curing and Aging of Adhesives by Low-field Nuclear Magnetic Resonance[J]. Equipment Envi-ronmental Engineering, 2023, 20(10): 118-123.第20卷第10期赵敏，等：低场核磁共振研究胶黏剂的固化和老化过程·119·mechanism.KEY WORDS: low-field nuclear magnetic resonance (LF-NMR); adhesive; curing; aging; cross-linked structure; relaxation time; curing mechanism在航空航天、交通运输、工业制造等诸多领域，胶黏剂[1-3]都得到了广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三组份 0.99762 2572.45
T(1) 79.00 175.12 33.94
A2
4832.24 2377.75
T(2)
33.94 175.12
A3 2259.79
T(3) 33.94
食用油样品
单组份 双组份 三组份
两种拟合方法的比较
拟合方式
R^2
A1
单组份 0.99377 4129.28
双组份 0.99905 2176.29
单组份拟合公式 Y=y0+A1e-x/t1
双组份拟合公式 Y= y0+A1e-x/t1+ A2e-x/t2
三组份拟合公式 Y= y0+A1e-x/t1+ A2e-x/t2+ A3e-x/t3
两种拟合方法的比较
拟合方式
R^2
A1
单组份 0.97462 6143.42
双组份 0.99762 2377.75
三组份 0.99908 2251.01
T(1) 113.67 51.97 60.58
A2
2349.56 2101.95
T(2)
170.99 179.61
A3 2固体：原子位置固定 固体T2>液体T2液体：分子自由泛动
芝麻样品
单组份 双组份 三组份
本评估的局限性
T2标准值
评估
THANK YOU
核磁共振横向弛豫时间拟合方法的评估
常翔宇 06300300084
为何要探究横向弛豫时间的拟合方法？
主要内容 自旋回波法的基本原理 三种拟合方法简介 单组份和双组份拟合的比较 总结
自旋回波法简介
Bloch公式 I=C∙D(H)∙e-TE/T2×[1-e-TR/T1]
I=C’∙e-TE/T2
指数函数的三种拟合方法