期刊信息
波谱学杂志
(季刊,1983年创刊)
主编: 刘买利
中国物理学会波谱专业委员会会刊
主办单位
中科院精密测量科学与技术创新研究院
协办单位
华东师范大学上海市磁共振重点实验室
厦门大学福建省等离子体与磁共振研究重点实验室
中国石油大学(北京)非常规油气教育部国际合作联合实验室
中国科学院福建物质结构研究所
出版: 科学出版社
邮发代号:38-313
单价:50.00元/期
当期目录
  2012年, 第29卷, 第3期 刊出日期:2012-09-05 上一期    下一期
全选: 合并摘要 显示图片
特邀综述
先进固体NMR技术研究高分子结构与动力学
张荣纯, 孙平川
波谱学杂志, 2012, 29(3): 307-338.  
摘要 ( 2288 )    HTML全文 ( )   PDF (1136KB) ( 1502 )  

随着固体NMR理论和谱仪硬件技术的不断发展,近年来固体NMR技术在高分子多尺度结构与动力学研究领域中正发挥着越来越重要的作用. 多脉冲及高速魔角旋转(MAS)等质子高分辨技术的发展使得高灵敏度的1H谱可有效地用于高分子化学结构与链间相互作用的检测;基于化学键(J-耦合)相关和通过空间(偶极耦合)相互作用的各种二维异核相关谱NMR新技术,使得复杂高分子的链结构得以严格解析. 基于MAS下同核和异核偶极-偶极相互作用、化学位移各向异性等各向异性相互作用重聚的系列新技术,使得研究者可在采用高分辨1H或13C 检测信号的同时检测准静态下的各向异性相互作用,进而获得与之密切相关的结构和动力学信息. 通过质子偶极滤波技术可有效检测多相聚合物中的界面相与相区尺寸、高分子共混物中的相容性等问题. 在动力学的研究中,通过质子间自旋扩散的有效压制技术和化学位移各向异性的重聚,目前已经可以有效地获取链段上单个化学键的快速局域运动以及链段的超慢分子运动. 上述丰富的多尺度NMR技术可以使研究者在不同空间和时间尺度上对高分子聚合物的微观结构、相分离和动力学行为等进行详细的研究,进而阐明高分子微观结构与宏观性能的关联. 该文以固体NMR中最主要的2类核(1H和13C)的检测技术为主线,简单介绍近年来固体NMR领域的一些最新研究进展及其在高分子结构和动力学研究中的应用.

磁共振谱仪研制技术进展专栏
核磁共振脉冲序列发生器研究进展
张志, 毛文平, 刘朝阳
波谱学杂志, 2012, 29(3): 339-345.  
摘要 ( 1665 )    HTML全文 ( )   PDF (393KB) ( 1159 )  

介绍了核磁共振脉冲序列发生器的基本结构和工作原理,从系统集成度、数据传输速率和序列存储容量等方面出发,着重探讨了近年来核磁共振脉冲序列发生器研究的进展情况,分析比较了商用和自主研发的脉冲序列发生器的优点和亟待解决的问题,并针对这些问题提出了基于USB 3.0的模块化脉冲序列发生器设计方案,该方案可以为多收发通道核磁共振成像仪的研制提供参考.

基于FPGA小型化谱仪控制台的设计
肖颖, 郑振耀, 蔡淑惠, 陈忠
波谱学杂志, 2012, 29(3): 346-353.  
摘要 ( 2210 )    HTML全文 ( )   PDF (441KB) ( 979 )  

针对核磁共振波谱仪中控制台的功能需求,考虑到仪器小型化的趋势,提出了基于FPGA和ARM的小型化控制台设计方案. 该方案具有体积小、处理速度快、控制精准、开发周期短和成本低等特点. 该文着重介绍了FPGA在系统中的功能实现,包括命令字接收、参数配置、脉冲发射和数据采样模块. ARM嵌入式模块实现控制台与上位机的以太网通信,以及和FPGA的高速并行总线通信,使控制台内部运行不受网络状况的干扰. 最后针对该设计方案提出几点改进建议.

一种用于开放式MRI的射频发射线圈设计
魏树峰, 杨文晖, 郭丽慧, 王慧贤
波谱学杂志, 2012, 29(3): 354-360.  
摘要 ( 1788 )    HTML全文 ( )   PDF (685KB) ( 803 )  

介绍了一种用于开放式MRI系统的射频发射线圈. 此发射线圈为上下2个相同的线圈,分别安装在磁体的2极,两线圈采用非对称的正交方式放置. 线圈为矩形螺线管结构,通过电磁场数值计算的方法对线圈的匝间距进行了优化,使线圈在300 mm的球形区域内达到偏差不超过3 dB的均匀性要求. 根据优化结果制作了一套用于0.23 T开放式MRI系统的发射线圈,并对线圈的均匀性及射频发射的效率进行了测试. 测试结果表明,线圈具有较高的发射效率和较好的均匀性,由此验证了设计方案的可行性.

研究论文
大鼠粪样中几种糖类物质的结构确定
田园, 唐惠儒
波谱学杂志, 2012, 29(3): 361-371.  
摘要 ( 1897 )    HTML全文 ( )   PDF (500KB) ( 1106 )  

粪样代谢组能够反映宿主和肠道菌群相互作用的共代谢信息,然而粪样中糖类物质的归属信息迄今仍不完善. 该研究使用1D NMR技术检测到大鼠粪样中木糖、阿拉伯糖、半乳糖等单糖以及由阿拉伯糖和木糖组成的寡聚糖. 在使用固相萃取(SPE)方法进行分离富集的基础上,结合使用2D NMR实验技术(1H-1H COSY,1H-1H TOCSY,1H-13C HSQC,1H-13C HMBC以及DOSY)确定了这些糖类物质的结构,并对其1H NMR和13C NMR谱峰进行了归属.

小动物高分辨扩散加权成像在临床MRI上的实现
王前锋, 李建奇, 吴东梅, 王小楼, 贾杰, 张敏, 李鲠颖
波谱学杂志, 2012, 29(3): 372-378.  
摘要 ( 1855 )    HTML全文 ( )   PDF (589KB) ( 982 )  

在临床用MRI系统上对小动物扩散加权成像一般采用回波平面成像序列,但是回波平面成像易受偏共振效应的影响,得到的图像伪影大、几何变形严重、图像分辨率低,无法探究微小的生物组织结构. 该文报道了在临床用3 T MRI系统上采用自旋回波序列实现了高分辨扩散加权成像. 为减少运动伪影,序列中整合了导航回波矫正技术. 对脑缺血模型大鼠脑部的扫描结果显示,自旋回波扩散加权序列获得的图像基本没有发生形变,并且具有较高的分辨率和较好的信噪比.

颐脑解郁方对抑郁大鼠脑1H波谱的干预作用
黄育玲, 唐启盛, 李宁, 朱晨军
波谱学杂志, 2012, 29(3): 379-387.  
摘要 ( 1102 )    HTML全文 ( )   PDF (535KB) ( 952 )  

该文主要研究抑郁大鼠脑的1H MRS变化及颐脑解郁方的干预作用. 将雄性Wistar大鼠随机分为正常组、模型组、西药组和中药组,每组5只. 正常组常规饲养,模型组、中药组和西药组给予21 d的慢性不可预知的温和应激. 应激结束中药组予颐脑解郁方、西药组予盐酸氟西汀进行干预. 干预结束后,通过检测左侧海马及前额叶皮质N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸(Cr)等代谢物水平,分别计算NAA、Cho与Cr的比值,进而对脑组织代谢进行定性及定量分析. 得到:1. 海马区域:与正常组相比,模型组、西药组大鼠海马NAA/Cr降低(P<0.01),中药组大鼠NAA/Cr与模型组相比升高(P<0.05);与正常组相比,模型组Cho/Cr升高(P<0.05),中药组Cho/Cr比模型组显著低(P<0.01). 2. 前皮质区域:与正常组相比,模型组、西药组大鼠前皮质NAA/Cr降低(P<0.01),中药组大鼠NAA/Cr较模型组显著升高(P<0.01);模型组、西药组Cho/Cr与正常组相比显著升高(P<0.01);与模型组相比,中药组、西药组Cho/Cr降低(P<0.01,P<0.05). 这些结果说明颐脑解郁方可改善大鼠海马和前皮质的物质代谢,推测其抗抑郁作用主要与调节脑组织异常代谢有关.

烷基苯磺酸钠胶团的ESR研究
姜小明, 丁宁, 赵濉
波谱学杂志, 2012, 29(3): 388-392.  
摘要 ( 1299 )    HTML全文 ( )   PDF (362KB) ( 855 )  

利用ESR测定了自由基探针5-doxyl stearic acid在烷基苯磺酸钠溶液中超精细偶合常数(AN)和旋转相关时间(τR). 根据AN随浓度的变化规律测定了表面活性剂的临界胶团浓度(cmc),并与表面张力法的结果作了对比. 通过分析ANτR数据,讨论了位于磺酸根邻位的疏水短链的长度变化对胶团微极性和微粘度的影响. 结果表明,当疏水短链的碳原子数增加时,临界胶团浓度降低,胶团微极性增加,胶团微粘度降低.

一种改进的微弱NQR信号检测算法
朱凯然, 吴惠阳, 郑纪彬, 苏涛
波谱学杂志, 2012, 29(3): 393-400.  
摘要 ( 2672 )    HTML全文 ( )   PDF (437KB) ( 972 )  

核四极矩共振(NQR)是一种固态射频谱分析技术,可用于检测高危险爆炸物. 然而NQR信号本身非常弱,并且易受线圈的热噪声和外部射频干扰的影响,低信噪比限制了NQR的实际应用. 该文提出一种改进的微弱NQR信号检测算法. 首先利用Hankel矩阵方式下奇异值分解的方法,有效地抑制射频干扰和噪声,并将NQR信号分离出来. 然后提出了一种基于MUSIC谱估计的非线性最小二乘检测器,它既保证了高的频率分辨率,又大大降低了运算量. 仿真数据和实测数据结果表明该算法的有效性.

手性薄荷酮腙与一氧化氮反应产物的NMR谱研究
杨得锁, 罗小林
波谱学杂志, 2012, 29(3): 401-409.  
摘要 ( 1640 )    HTML全文 ( )   PDF (452KB) ( 992 )  

在温和条件下手性薄荷酮腙(1)与NO在痕量O2存在下发生偶氮-硝化反应,高选择性的生成α-硝基偶氮化合物. 通过DEPT谱、1D NOE差谱和1H-1H COSY,HSQC等2D NMR技术对目标化合物2(2,4-二硝基苯基-1-硝基-(2-异丙基-5-甲基)环己基-二氮烯)的1H,13C NMR 谱的信号进行了全归属和较详细的解析,确定了目标化合物2的结构.

消癌平注射液中牛奶菜醇的NMR定量分析
高翔, 陈东军, 马艳春, 朱丹妮, 余伯阳
波谱学杂志, 2012, 29(3): 410-418.  
摘要 ( 2470 )    HTML全文 ( )   PDF (448KB) ( 1028 )  

为了探索消癌平注射液中的重要化学成分及质量控制新方法,该文运用1H NMR,13C NMR,DEPT,1H-1H COSY,HSQC及HMBC技术,在消癌平注射液复杂化学成分体系中鉴别出牛奶菜醇,并以对苯二酚为定量内标,NMR内标法测定消癌平注射液中牛奶菜醇的绝对含量. 以化学位移分别在δ 5.73,δ 6.73处的牛奶菜醇和对苯二酚的质子峰为定量特征峰,其峰面积比(Ax/Asy)与注射液冻干粉与对苯二酚的质量比(Wx/Wsx)的线性回归方程为y=0.034 1 x+0.090 6,相关系数为0.999 6,精密度实验RSD为1.27%,重复性实验RSD为2.16%,稳定性实验RSD为0.13%. 分析结果表明:该方法快速、准确、简便,为消癌平注射液的质量控制及质量标准的完善提供了新的方法.

综述评论
超强边缘磁场梯度场下的磁共振成像:STRAFI实验
Joel A.Tang, 傅日强
波谱学杂志, 2012, 29(3): 419-445.  
摘要 ( 2638 )    HTML全文 ( )   PDF (901KB) ( 818 )  

磁共振成像(MRI)是一个能够探测样品内部特性的有效检测手段,已被广泛应用于化学、生物研究,以及医疗诊断领域. 自约40年前发展以来, 成像方法的不断发展使得MRI的成像分辨率、实验效率和成像杂核能力得到了很大的改进. 边缘磁场成像(STRAFI)是一种很具潜力的成像方法之一,它利用了超导磁体本身具有的边缘场的强梯度场. 该综述介绍了STRAFI基础,并概括了成像的基本原理、STRAFI的实验理论和方法及其在实际研究中的应用. 由此将比较STRAFI实验相对于传统MRI方法的所具有的优势和多面可行性.

糖尿病脑病的磁共振研究
黄明明, 林富春, 高丽凤, 雷皓
波谱学杂志, 2012, 29(3): 446-456.  
摘要 ( 2484 )    HTML全文 ( )   PDF (661KB) ( 1287 )  

糖尿病是由胰岛素分泌不足(T1DM)或胰岛素抵抗(T2DM)而引发的慢性代谢疾病,严重影响人们的生活质量. 中枢神经系统是糖尿病并发症的易感部位. 临床研究和流行病学调查结果显示,糖尿病会引发脑白质损伤、脑萎缩和认知功能障碍,并会增加脑卒中的风险. 磁共振成像和活体磁共振波谱可提供大脑解剖结构、功能及代谢等多方面的信息. 近年来,随着人们对糖尿病脑病关注度的不断增加和认识的不断加深,磁共振成像和活体波谱开始并越来越多地被应用于该疾病的研究. 该文综述磁共振成像与活体波谱技术在糖尿病脑病研究中的应用及最新进展.

磁共振结构成像在自闭症研究中的应用
杜小霞, 王慧, 沈国华, 李鲠颖
波谱学杂志, 2012, 29(3): 457-564.  
摘要 ( 2090 )    HTML全文 ( )   PDF (432KB) ( 1295 )  

自闭症,又称作孤独症,是一种常发生在儿童中的广泛性发育障碍,表现为交流障碍、语言障碍以及重复刻板的行为和狭窄的兴趣爱好. 磁共振成像作为一种无损伤的和多参数的影像方法,其各种检测手段均被应用于自闭症实验研究,其中结构磁共振成像(sMRI)和功能磁共振成像(fMRI)研究居多. 研究表明自闭症患者脑部结构发生了显著性改变. 该文综述了当前世界上利用磁共振结构成像研究自闭症的主要成果,包括结构磁共振成像研究脑体积变化,扩散张量成像研究自闭症的脑白质损伤. 该文也说明磁共振成像是一种十分有用的研究工具,有望在将来更多被用于探索自闭症的未知领域.

固体核磁共振技术在气体水合物研究中的应用
刘昌岭, 孟庆国, 业渝光
波谱学杂志, 2012, 29(3): 465-474.  
摘要 ( 1502 )    HTML全文 ( )   PDF (573KB) ( 1347 )  

气体水合物是在低温高压条件下由气体和水形成的笼型化合物,主要有I型,II型和H型3种晶体结构,而固体核磁共振(solid state NMR)是测定其水合指数、笼占有率等结构参数的重要手段. 该文综述了固体核磁共振技术的原理及其在水合物研究中的应用,着重介绍固体核磁共振在水合物结构表征、气体组分的鉴定、结构转化、以及在水合物生成/分解动力学过程监测方面的研究进展. 同时,对其实验方法及测试条件也进行了详细的探讨.