G群链球菌G蛋白的B1结构域——GB1蛋白，常被用作发展体外及体内基于顺磁核磁共振（NMR）的蛋白质结构测定方法的研究模型.为确保赝接触化学位移（PCS）、顺磁弛豫增强（PRE）等顺磁约束数据的准确性，了解GB1和金属离子，尤其是顺磁离子的相互作用非常必要.然而GB1和二价金属离子以及镧系金属离子的相互作用并不十分清楚.本文利用NMR波谱研究了GB1和镧系金属离子以及多种二价金属离子的相互作用.我们发现GB1和镧系金属离子之间存在弱特异性相互作用，和Mn²⁺、Cu²⁺以及Co²⁺等顺磁二价离子弱结合，但不与Ca²⁺、Mg²⁺以及Zn²⁺等抗磁二价离子结合.该研究表明在GB1上链接顺磁探针时，应使用与固有位点结合常数差异明显的顺磁标签以获取正确的PRE数据.

联合阿霉素和紫杉醇治疗肿瘤的策略在临床上已有广泛应用，为了进一步借助纳米载体对肿瘤组织的靶向优势，以良好生物相容性纳米载体包埋阿霉素和紫杉醇的新型给药方式得以发展.虽然前期研究结果显示纳米给药方式相对传统给药治疗有更好的抑制肿瘤生长的效果，但是它们在分子代谢水平对机体的影响并没有被确切研究.本文采用4T1荷瘤乳腺癌模型小鼠，通过比较荷瘤小鼠分别在不处理、传统给药方式和通过纳米载体给药处理的条件下与健康小鼠脾脏代谢组的差异，发现传统给药处理对小鼠肠道微生物相关的代谢紊乱有较好的恢复效果，而通过纳米载体的给药处理可以更好的调节荷瘤小鼠的葡萄糖和延胡索酸等与能量供应相关的代谢途径.此外，这两种给药方式都不能有效改善荷瘤小鼠显著的脾脏肿大症状，也不能改善脾脏免疫调节功能和供应肿瘤生长而导致的氨基酸、有机酸、核酸和胆碱等一系列代谢物变化.这可能与脾脏对外来肿瘤的免疫反应较为激烈而有效药物治疗时间较短有关.该研究为更全面认识荷瘤小鼠脾脏代谢表型变化和不同给药方式对脾脏代谢组的影响提供了基础数据.

本文探讨了磁共振成像（MRI）形态学指标与胶质母细胞瘤（GBM）特征分子表达率的相关性，为GBM的临床评估、个性化治疗方案的选择及预后评价提供了影像学参考依据.首先回顾性分析了我院60例经手术病理证实的GBM的MRI数据，测量计算出肿瘤区最长径（TLD）、水肿区最长径（ELD）、强化与肿瘤长径比例（CTE/TLD）3个形态学指标.同时，进行免疫组化染色，得到GBM的表皮生长因子受体（EGFR）、异柠檬酸脱氢酶-1（IDH-1）、抑癌基因TP53、磷酸酶-张力蛋白（PTEN）和神经丝轻链（NEFL）特征性变化，根据染色程度与瘤细胞阳性细胞的比率的乘积进行评分.然后，对TLD、ELD和CTE/TLD与上述分子表达分别进行Pearson相关分析和多元logistic回归分析.结果标明TLD与EGFR、PTEN表达呈正相关（r=0.796、r=0.533），与IDH-1表达呈负相关（r=-0.672）.CTE/TLD与EGFR、PTEN表达呈正相关（r=0.622、r=0.638），与IDH-1表达呈负相关（r=-0.493）.ELD与5个特征分子的表达均无显著相关性.因此，基于MRI的肿瘤形态学分析能够在一定程度上反应肿瘤特征分子的差异，对GBM的分子分级和预后判断可提供直观的影像学参考依据.本文结果显示常规MRI测量肿瘤形态学指标有可能成为一种较为简便直观的胶质瘤分级与预后评估手段.

压缩感知（CS）技术和并行成像技术（主要是SENSE技术、GRAPPA技术等）都能通过减少k空间数据的采集量来加快磁共振成像速度，目前已有一些将两种方法相结合进一步加速磁共振成像速度的方法（例如CS-GRAPPA）.本文针对数据采集和重建这两方面对现有CS-GRAPPA方法进行了改进，采集方式上采用了局部等间隔采集模板以满足GRAPPA重建的要求，并对采集模板进行随机放置以满足CS重建的要求；数据重建时，根据自动校正数据估算GRAPPA算法中欠采行的重建误差，并利用误差的大小确定在CS算法中保真的程度.不同磁共振图像重建实验的结果表明：与现有方法相比，本文方法能够更好地保留原有图像细节并有效减少伪影.

磁共振图像的重建、后处理及可视化是磁共振成像（MRI）系统的重要组成部分.本文开发了一个新的用于磁共振图像重建、后处理及可视化的开源框架YAP（Yet Another Pipeline），利用此框架可以方便地构建图像处理流水线.与现有的一些其他开源框架相比，本文开发的框架具有如下特点：（1）采用基于接口的设计，可使用基于接口的插件对流水线的功能进行扩展；（2）允许用户使用编写脚本的方式构建图像处理流水线，编辑与修改流水线都很方便；（3）支持带有分支结构的流水线，便于流水线的构建与调试.目前，该框架已经在商用系统中获得了应用.

磁共振成像（Magntic Resonance Imaging，MRI）技术是一种先进的医疗影像技术.在MRI系统中，通过梯度线圈电流快速切换方向，对待测区域施加梯度磁场，产生的梯度磁场会在其周围的金属体内激发出变化的涡旋电场，进而导致金属体内闭合的回路中产生对原来的梯度电流起抑制作用的感生电流，也就是我们所说的涡流.本文介绍了一种测量磁体涡流场的方法，结合电磁感应定律，设计了一种磁体涡流场测量装置，通过硬件采集以及软件处理的方法，将理想梯度场与实际磁场进行相减并将波形实时呈现，实验结果表明该方法可实现对磁体涡流场的测量.

CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）回波法是测量橡胶交联密度[常用交联点之间的分子量（M_c）表示]的一种常用核磁共振（NMR）技术，但实验发现通过该技术获得的M_c对于CPMG序列中脉冲间隔时间具有较强的依赖性，导致交联密度NMR测量值与橡胶材料硬度的相关性低.为了克服这一缺点，本文对不同脉冲间隔时间下CPMG实验测得的质子横向驰豫曲线进行高斯加权.通过对高斯加权求和后的质子横向驰豫曲线进行处理分析，实现了对橡胶交联密度更加准确地测量，大幅提升了天然橡胶交联密度NMR测量值与材料硬度的相关性.本文方案测量能获得与¹H DQ NMR方法相当，或比之更佳的交联密度-硬度相关性.同时，本文方案比¹H DQ NMR方法更为高效，整体测量时间缩短为¹H DQ NMR实验时间的1/10.

通过核磁共振氢谱（¹H NMR）实验测量了温度为298.0 K时3种表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、辛基苯基聚氧乙烯醚（TX-100）和十二烷基硫酸钠（SDS）组成的复配体系CTAB/TX-100、SDS/TX-100和CTAB/TX-100/SDS中各组分的化学位移，得到了各混合体系中CTAB、TX-100和SDS的临界胶束浓度（CMC）.对不同体系中各组分CMC随摩尔分数的变化曲线进行比较，发现了空间效应对表面活性剂复配体系中协同作用的影响在一定的情况下并不逊于静电相互作用：表面活性剂分子的截面积越大，对体系中其他组分的协同作用越强；当组分间存在弱的静电相互作用时，空间效应对协同作用起到更主要的影响.

通过核磁共振（NMR）技术对NP-10/Tween40和NP-10/C₁₀E₆两个复配体系在不同比例下混合胶束的排列方式、相互作用点及其不同分子间与相同分子间的作用变化进行了研究和比较.二维NOESY实验结果证明了：（1）这两种复配体系的相互作用是随混合比例的不同而变化的；（2）两个复配体系的不同分子间相互作用点有相同之处，但NP-10/Tween40分子间相互作用大于NP-10/C₁₀E₆.横向弛豫时间（T₂）表明，当NP-10/Tween40和NP-10/C₁₀E₆体系的混合比分别为1：2和1：4后，其不同分子间的相互作用开始减小，相同分子间作用开始起主导作用，暗示了复配体系中的理想混合配比和协同效应的变化.横向弛豫时间与纵向弛豫时间之比（T_R=T₂/T₁）反映了与NP-10/C₁₀E₆相比，NP-10/Tween40混合胶束分子链的运动受限更加严重.空间距离计算结果也佐证了NP-10/Tween40和NP-10/C₁₀E₆复配体系的较为理想的配比分别为1：2和1：4；NP-10/Tween40不同分子间距离小于NP-10/C₁₀E₆.

从剑川乌头（Aconitum handelianum）的根中分离得到两个C₁₉-二萜生物碱：高展花乌头宁（homochasmanine，化合物1）和14-去苯甲酰大渡乌碱（14-debenzoylfranchetine，化合物2）.采用1D和2D核磁共振（NMR）技术（包括¹H NMR、¹³C NMR、DEPT、¹H-¹H COSY、HSQC、HMBC和NOESY）对其进行结构鉴定，完整归属了这两个化合物的¹H和¹³C NMR信号.

以连翘脂素和布洛芬为原料，通过Schotten-Baumann酯化合成了酯合物——连翘脂素-布洛芬酯.对其紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）、基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）、1D和2D核磁共振（NMR）波谱（包括¹H NMR、¹³C NMR、DEPT、¹H-¹H COSY、¹H-¹H NOESY、¹H-¹³C HSQC和¹H-¹³C HMBC）进行了解析，对其¹H和¹³C NMR谱峰进行了全归属.

对胃粘膜保护剂依卡倍特钠的紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）、高分辨-质谱（HR-MS）、核磁共振（NMR）波谱（包括¹H NMR、¹³C NMR、DEPT、¹H-¹H COSY、¹H-¹³C HSQC和¹H-¹³C HMBC）数据进行了解析，对其所有的¹H和¹³C NMR谱信号进行了归属，通过多种谱学技术确证了依卡倍特钠的结构.

以4-氨基-5-氯-2，3-二氢苯并呋喃-7-羧酸和1-（3-甲氧基丙基）-4-哌啶胺为原料，通过酰胺缩合反应合成了普卡必利.普卡必利化学名为4-氨基-5-氯-2，3-二氢-N-[1-（3-甲氧基丙基）-4-哌啶基]-7-苯并呋喃甲酰胺，是二氢苯并呋喃的衍生物5-H4受体拮抗剂，是一种治疗慢性便秘的重要药物.普卡必利结构中存在多个化学环境非常接近的碳原子，核磁共振（NMR）谱图相对复杂.本文首先应用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）和液相色谱-高分辨质谱（LC-HRMS）对其元素组成进行了分析，进而用一维和二维NMR谱（包括¹H NMR、¹³C NMR、DEPT、¹H-¹HCOSY、¹H-¹³C HSQC、¹H-¹³C HMBC）对普卡必利的¹H和¹³C NMR信号进行了指认归属，确定了其结构.本工作对苯并呋喃衍生物及相关下游药物合成工艺的进一步优化，以及相关衍生药物的研究具有参考价值.

铷原子频标的频率稳定度指标在很大程度上取决于物理系统所用微波腔的特性.本文设计了一款内径为40 mm的开槽管微波腔，并在此基础上实现了一款铷频标物理系统.计算和实验测量的微波腔内微波场的方向因子分别为0.87和0.91，表明微波场磁力线与量子化轴方向高度平行.测量了物理系统的鉴频斜率和散弹噪声，据此预计这种微波腔可满足设计稳定度优于2×10^-13τ^-1/2铷频标的需求.