连续波核磁共振仪
连续波核磁共振仪
核磁共振仪按扫描方式不同可分为两大类——连续波核磁共振仪和脉冲傅里叶变换 核磁共振仪。核磁共振仪是由磁铁、探头、射频发生器、射频接收器、扫描发生器、信号放大及记录仪 组成。
相关概念
连续波(continuous wave;CW)是指射频的频率或外磁场的强度是连续变化的,即进行连续扫描,一直到被观测的核依次被激发发生核磁共振。
仪器组成
CW-N M R仪的基本结构如图1所示,它是由磁铁、探头、射频发生器、射频接收器、扫描发生器、信号放大及记录仪组成。R 为照射线圈,D 为接收线圈,Helmholtz线圈是扫场线圈,通直流电用来调节磁铁的磁场强度。R 、D 与磁场方向三者互相垂直,互不干扰。
工作原理
射频是由照射频率发生器产生,通过照射线圈R 作用于试样上。试样溶液装在样品管中插入磁场,样品管匀速旋转以保障所受磁场的均匀性。用扫场线圈调节外加磁场强度 ,若满足某种化学环境的原子核的共振条件时,则该核发生能级跃迁,核磁矩方向改变,在接收线圈D 中产生感应电流(不共振时无电流)。感应电流被放大、记录,即 得 NMR信号。若依次改变磁场强度,满足不同化学环境核的共振条件,则获得核磁共振谱。这种固定照射频率,改变磁场强度获得核磁共振谱的方法称为扫场(swept field) 法。若固定磁场强度,改变照射频率而获得核磁共振的方法称为扫频( swept frequency) 法。这两种方法都是在髙磁场中,用高频率对样品进行连续照射,因此,称为连续波核磁共振( conUmiouswave NMR) ,简称 CW NMR。
溶剂和试样测定
选择溶剂时主要考虑对试样的溶解度,不产生干扰信号,所以氢谱常使用氘代溶剂,常用的溶剂有、、、及 等。
NMR一般要求试样纯度大于,但现代 NMR技术还可进行混合物分析。试样量一般为10mg左右,试样量可大大减少,氢谱一般只需 1mg左右 ,甚至更少,碳谱需要几到几十毫克试样。制备试样溶液时,常需加入标准物,以有机溶剂溶解样品时,常用四甲基硅烷(TMS)为标准物;以重水为溶剂溶解试样时,可采用4 ,4-二甲基-4-硅代戊磺酸钠(DSS)。这两种标准物的甲基屏蔽效应都很强,共振峰出现在高场。一般氢核的共振峰都出现在它们的左侧。因而规定它们的化学位移值为 0.00。
测定时,应考虑有足够的谱宽。当待测物可能含有酚羟基、烯醇基、羧基及醛基等,图谱需扫描至化学位移值10以上。当待测物可能含有活泼氢(OH、NH、SH 及 COOH等 )时 ,可进行重水交换,以证明其是否存在。
RMN 250 型核磁共振仪简介
法国卡梅卡公司生产的RMN 250 型核磁共振仪,是高场强、多核用谱仪, 兼有连续波和脉冲付立叶变换两种工作方式。现将其主要特点介绍如下。
超导场
极化场由超导线圈产生,最高场强可达70千高斯。为了使仪器工作可靠,选取250 MHz的频率观测氢核,场强为58.7千高斯。超导场本身的稳定性为0.3毫高斯/小时,对于氢核的观测, 相当于1Hz/小时。这一稳定性相当于一般永久磁铁的稳定性,可做一般的常规分析。超导场的升降和变场, 操作简单迅速, 因此可用改变磁场强度的办法来实现多种核的观测。
探头
250 MHz 谐振腔的结构紧凑, 性能稳定。由于其结构设计使得射频场沿极化场轴向的分布近于矩形分布, 因此共振样品集中, 压低了谱线的底座宽度, 改善了线型。以氯仿的单峰为例,其峰高的千分之五处, 线宽为7 H z; 在其峰高的千分之一处的线宽为17 H z 。近年来, 卡梅卡公司又提高了腔体上所镀金属铜和金的质量, 降低了电阻值,提高了腔体的品质因数, 使全机的灵敏度从早期产品的130 ~ 150提高到200~ 300。谱仪备有--双用探头, 面板上装有转换开关,可随时转换和的观测。观测时可对进行噪声去偶, 最大去偶宽度3000 Hz, 所用噪声功率2 W一3W,故仅用室温空气流冷却即可工作。
扫频单元
频率扫描是数字化的, 最小步进0.01 Hz,扫描范围从60 H z 一2400 Hz 共分九档。扫描精度0.01 Hz。备有手动步进按钮, 以便精确测定化学位移和祸合常数。偏频、扫频数值,化学位移、祸合常数等, 皆可从数字显示器直接读取RMN 250型谱仪,配用20 位字长24K存储的计算机, 与其他部件、附件组合,可做各种实验项目, 如付立叶变换,核间双共振,同核去祸, 质子噪声去祸, 偏共振, 微扰实验等。
参考资料
最新修订时间:2024-01-27 04:38
目录
概述
相关概念
仪器组成
工作原理
参考资料