代谢组学是定量研究生物体内源性代谢物整体及其变化规律的科学,是系统生物学的一个重要组成部分. 通过代谢组分析,可以较为全面地认识给定生物系统受内因或外因的影响后其生物化学过程变化的规律. 目前,代谢组分析检测技术主要包括核磁共振波谱技术及色谱-质谱联用技术. 代谢组数据分析和挖掘技术主要包括非监督与监督的多变量分析模式识别方法. 目前已被广泛应用于病理生理、基因功能、药物毒理和环境毒理等领域. 该文简要综述了代谢组NMR分析中的实验设计、NMR谱的获取、模式识别技术和代谢组学在药物毒理评价中的应用.
ESR是研究自由基最直接和最有效的技术,但是这些自由基必须是相对稳定的,而且要达到一定浓度才能用ESR技术检测和研究. 而生物体系中产生的自由基大部分是不稳定的,这是常规ESR波谱仪无法检测的. 为了克服ESR技术的这一局限性,发展了自旋捕集技术,这是目前研究生物和医学体系中活泼自由基应用最多也是最成功的方法, 每年都有新的自旋捕集剂合成和大量在生物医学应用的报道,为自由基生物医学的研究和发展做出了巨大贡献. 作者建立和发展了捕捉超氧阴离子自由基、羟基自由基、脂质过氧化产生的脂类自由基、一氧化氮自由基和单线态氧及一氧化氮和氧自由基同时检测技术. 利用这些技术开展了细胞、组织产生自由基机理,天然抗氧化剂的筛选及一些重大疾病如炎症、心脏病、老年痴呆症、帕金森综合症,中风,辐射损伤,蛋白质氧化,植物光合系统中产生活性自由基和植物的发病机理研究中的应用,取得了一系列研究结果.
介绍了液体高分辨率核磁共振波谱仪接收机的设计. 接收机以PCI-104为控制器实现网络通信与采样流程控制,通过FPGA(Field Programmable Gate Array, 现场可编程门阵列)实现数字中频接电路的控制和数据处理,简化了硬件结构;通过在接收机中引入脉冲序列生成器,产生接收机所需的采样控制信号,降低接收机与系统其他模块的耦合度. 最后组成500 MHz核磁共振波谱仪实现核磁共振信号的检测.
提出了一种基于ARM(Advanced RISC Machine,先进精简指令计算机)的核磁共振波谱仪气动温控系统设计方案. 该控制系统以ARM为控制器,利用其内嵌的CAN控制器实现CAN总线通信,通过PID控制算法控制气流和温度,实现控制NMR实验样品的更换和旋转,检测并控制样品的温度等功能. 该设计方案具有系统控制灵活、控制精度高以及成本低的优点.
介绍基于CAN(Controller Area Network,控制器局域网)总线构建核磁共振波谱仪通信系统的方案. 由STM32、FPGA(Field Programmable Gate Array, 现场可编程门阵列)和PCI-104完成CAN总线与以太网之间的通信数据转换,并使用可复用的CAN驱动程序设计方法简化系统设计, 实现了谱仪工作站与各控制器之间高速可靠的通信. 调谐实验过程中的数据通信测试结果表明,CAN总线是构建核磁共振波谱仪通信系统理想的解决方案.
核磁共振回波信号幅度微弱,容易受到来自电子器件和外部环境噪声的干扰,要求回波检测方法既能实时采集回波数据,又能较好的抑制噪声. 对比分析不同微弱信号检测方法的优缺点,归纳出DPSD(Digital Phase-Sensitivity Detection)方法在回波检测应用中的优越性. 通过仿真计算, 提出适用于回波信号检测的最佳滤波器窗函数. 在自制的核磁共振仪器上进行实验,结果表明,DPSD方法在满足回波信号实时测量的同时,有效压制了噪声,能准确的提取出低场核磁共振回波信号的幅度和相位信息.
核磁共振测井仪敏感区域的形状、探测深度以及信号强度是评价其探测特性的主要指标,而这几个主要指标完全由探头磁场分布所决定. 为了在核磁共振测井仪探头设计的前期,实现对探头探测特性的客观评价,该文从核磁共振的基本条件出发,利用有限元数值模拟方法分析了MRIL-P型核磁共振测井仪探头的磁场分布,并对其磁场结构进行了优化匹配. 根据核磁共振信号原理,并基于数值模拟得到的磁场优化匹配结果,进一步模拟得到MRIL-P型核磁共振测井仪敏感区分布,并验证了核磁信号强度与工作频率之间的变化关系. 结果显示:在梯度磁场中,核磁信号强度主要受磁场强度的影响,并随工作频率的增大而增大,数值模拟的结果与预测结果相一致;该方法可以用来在核磁共振测井仪探头前期的设计阶段评价其探测特性,指导总体方案的设计.
随钻核磁共振测井是继电缆核磁共振测井之后的重要进步,具有直接探测原状地层孔隙度、束缚水、渗透率和流体饱和度等特点,受到广泛关注. 随钻核磁共振测井需要在更加恶劣的环境下作业,对探头尤其是对磁体有更高的要求. 该文研究随钻核磁共振测井的探测特性. 基于测量环境和工作方式,分析了随钻核磁共振测井静磁场设计中的特殊问题;利用有限元方法,分别模拟了MRIL-WD(哈里伯顿)、proVISION(斯伦贝谢)和MagTrak(贝克休斯) 3种随钻核磁共振测井仪的静磁场分布;根据数值模拟结果,提出可以抑制仪器随钻具运动(轴向转动、纵向钻进和径向振动)对测量的影响的随钻核磁共振测井静磁场方案,为自主随钻核磁共振测井仪器的设计、实现和优化提供了思路和注意事项.
天然孕甾烷-17(20)-烯中C-17位双键的构型对分子的药理性质有重要的影响,但是采用化学位移比较等方法判断其构型存在费时以及区分模糊等缺点. 该文以E-和Z-guggulsterone为模型化合物,利用一维选择性NOE实验来进行天然孕甾烷-17(20)-烯中C-17位双键的构型测定. 由于空间相对位置受到构型影响,选择反转20位的质子时,如果选择性NOE谱中仅能检测到21位甲基氢,表明该化合物为E-构型;如果除了21位甲基氢外,18位甲基氢和12位氢也存在于选择性NOE谱中,则表明该化合物为Z-构型. 实验结果表明该方法具有区分度大,简单快速等优点,可以普遍适用于这些孕甾烷类化合物17位双键构型的确定.
首先介绍了不加速的并行MRI图像重建方法,然后对加速的并行MRI的4种图像重建算法进行了比较,得出结论:加速因子相同时,重建质量上,GRAPPA和SENSE的重建质量最好,SMASH的重建质量次之, PILS算法对线圈位置要求极高,重建质量最差;重建速度上,SMASH的重建速度最快,其次是SENSE和PILS,GRAPPA的重建速度最慢. 当加速因子变大时,所有算法重建质量都变差. 最后介绍了算法实现软件,该软件可以读入原始数据,显示数据采集轨迹,计算线圈灵敏度,选择图像重建方法,分析和比较重建图像质量. 该软件为我国在MRI成像领域提供了一个学习和进一步研究图像重建算法的有力工具.
采用饱和吸收偏振稳频半导体激光器,建立了激光抽运铷频标实验系统. 实现了该系统的闭环锁定. 进行了频率稳定度的初步测试,短期稳定度为1.2×10-11 τ-1/2. 对测试结果进行了分析,并提出了相应的改进措施.
对开口箭属植物近20年的甾体皂苷类成分的结构及波谱学研究内容进行综述. 目前已从开口箭属植物中分离鉴定了53个新甾体皂苷,其中27个螺甾烷型甾体皂苷,24个呋甾烷型甾体皂苷,2个变形螺甾烷型甾体皂苷. 不同类型的甾体皂苷其13C NMR波谱在骨架类型、取代基类型及位置等方面均具有其特征性. 通过总结开口箭属甾体皂苷13C NMR波谱特征规律,对进一步鉴定该类化合物结构以及进行波谱数据的归属都起着重要的作用.
用常规的T2加权像研究阿尔茨海默病双转基因APPswe/PS1dE9小鼠模型,拟合了海马和顶叶皮层的T2,并用组织学方法研究了APP/PS1小鼠在这2个感兴趣区域随年龄相关的淀粉样斑块病理的发展及铁质的沉积. T2拟合的结果显示,较高月龄的APP/PS1小鼠相比于低月龄APP/PS1小鼠T2有升高但不显著,各月龄组APP/PS1小鼠与同窝生非阳性小鼠之间也无明显差异;组织学的结果则显示年龄相关的淀粉样斑块的增多,铁质在16月龄的APP/PS1小鼠脑区中有明显沉积且和斑块具有“共域性”. 两方面的实验结果提示:在该模型淀粉样斑块沉积病理发展的早期,这2个脑区的T2并不能作为特异性的病理发展的标志.
核磁共振方法以质子(H)为探针,为研究木材与水分的关系提供了一个新的视角. 该文通过研究杨木在32 ℃恒温、相对湿度为98%恒湿环境下杨木吸着过程中质子的自旋-自旋弛豫时间T2的变化,进而来分析木材吸着过程中水分的分布与迁移特性. 探测木材吸着过程中水分的迁移行为,为解释木材与水分的关系提供了一个有力的理论依据,同时从微观层面揭示木材吸着过程中水分的吸附机理,其水分吸附机理同样适用于食品等领域. 实验结果证实核磁共振是揭示木材与水分的复杂关系的一个有效的手段.
采用硅胶柱色谱法,从岗梅根中分离得到一个三萜类化合物:乌索-12-烯-3β, 28-二醇,3-乙酸酯,利用MS、1H NMR、13C NMR、DEPT、1H-1H COSY、HSQC、HMBC等多种分析方法,确定其结构,并对其1H和13C化学位移信号进行了全归属.
合成并利用1H NMR表征了3,3′-二甲基-3,3′-二苯基-2,2′,4,4′-四氧杂螺[5, 5]十一烷(简称季戊四醇双缩苯乙二酮),用Gaussian03软件中B3LYP/6-311+g*对化合物进行势能扫描,得到4种稳定结构. 用B3LYP/6-311++g**方法预测季戊四醇双缩苯乙二酮异构体的氢化学位移,得到的最稳态结构的氢化学位移与实验值偏差较小,并用CHK文件生成了异构体电子云密度等高线图,其电子云密度图说明静电屏蔽作用与氢质子化学位移的变化一致.
从胭脂树(Bixo orellana)种子中分离得到了一种胭脂树低聚糖:α-D-半乳糖-(1→3)-α-D-半乳糖-(1→6) -α-D-葡萄糖-(1→2)-β-D-果糖(BO-1). 通过1D NMR和2D NMR实验技术对其1H NMR和13C NMR谱信号进行了全归属.
丁酸氯维地平是一种短效二氢吡啶类钙通道阻滞剂,对丁酸氯维地平的紫外吸收光谱(UV)、红外吸收光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、氢-氢相关谱(1H-1H COSY)、核磁共振碳谱13C NMR、DEPT谱、碳氢相关谱(HMQC)、碳氢远程相关谱(HMBC)及质谱(MS)进行了解析,对其所有的NMR谱信号进行了归属;讨论了红外光谱特征吸收峰所对应的官能团的振动形式,确证了丁酸氯维地平的结构.