核磁共振原理及其应用

课程编码：480032070302P4008 英文名称：Principle and Application of Nuclear Magnetic Resonance 课时：20 学分：1.00 课程属性：研讨课 主讲教师：向俊锋等

本课程的目的是为核磁共振相关专业的研究生提供基础性的核磁共振原理讲授课程，使参加学习的学生掌握现代核磁共振技术的基本原理，熟悉核磁共振脉冲序列的分析框架，理解常用的核磁共振实验及数据处理方法，了解核磁共振在有机分析和生物大分子研究中的常见应用，为后续进入课题研究打下良好的核磁共振知识和技能基础。

大学物理，线性代数

第一章 NMR矢量模型 4.0学时
第1节 核自旋的磁性
第2节 第二节 Bloch方程
第3节 第三节 单脉冲实验
第4节 第四节 化学位移与J偶合
第二章 磁共振仪器，数据采样及处理 4.5学时
第1节 磁共振仪器简介
第2节 采样定理，谱宽，分辨率
第3节 傅立叶变换
第4节 窗函数
第5节 相位与基线
第三章 单自旋动力学 5.0学时
第1节 数学基础
第2节 量子力学基础
第3节 核自旋状态的量子力学描述
第4节 静磁场中核自旋动力学
第5节 射频场中的核自旋动力学
第四章 单自旋的系综，密度矩阵 6.0学时
第1节 密度算符，可观察量，矩阵的迹
第2节 密度矩阵，coherence and population
第3节 热平衡，磁化矢量的初始状态
第4节 旋转坐标系中的算符
第5节 静磁场/射频场中密度矩阵的演化
第6节 单自旋体系的积算符
第五章 偶合自旋的系综 7.0学时
第1节 偶合自旋的波函数与密度算符
第2节 含J偶合的哈密顿
第3节 旋转坐标系中的密度算符与哈密顿
第4节 静磁场中的偶合自旋体系
第5节 射频场对偶合自旋体系的影响
第6节 偶合自旋体系的积算符
第7节 积算符演化规则
第六章 用积算符分析常见脉冲序列模块 4.0学时
第1节 双自旋体系的NMR谱图
第2节 多自旋体系的NMR谱图
第3节 自旋回波
第4节 INEPT与极化转移信号增强
第七章 脉冲技术 3.5学时
第1节 频偏效应
第2节 组合脉冲
第3节 选择性脉冲
第4节 去偶
第5节 脉冲场梯度
第6节 溶剂峰抑制
第7节 自旋锁定
第八章 常见一维NMR实验 3.0学时
第1节 测定90度脉宽
第2节 采样等待时间与Ernst角
第3节 翻转恢复与T1测量
第4节 T2测量
第5节 13C-NMR
第6节 DEPT与谱编辑
第九章 二维NMR实验 5.5学时
第1节 二维NMR实验原理
第2节 COSY
第3节 DQF-COSY
第4节 相干路径选择与相位循环
第5节 相干路径选择与梯度场
第6节 2D谱峰线型与间接维采样模式
第7节 谱图折叠
第8节 幅度谱
第十章 一些二维实验 4.5学时
第1节 TOCSY）
第2节 HMQC
第3节 HMBC
第4节 HSQC
第5节 恒时演化实验
第十一章 1弛豫初步 5.5学时
第1节 弛豫的定性解释
第2节 所罗门方程
第3节 NOE效应
第4节 NOESY
第5节 弛豫机制
第6节 化学交换
第十二章 三维NMR实验 2.0学时
第1节 三维实验原理
第2节 常见三维三共振实验
第十三章 MRI简介 5.0学时
第1节 MRI发展简史
第2节 MRI信号空间定位
第3节 MRI图形对比度
第4节 MRI应用简介

向俊锋，中国科学院化学研究所；李骥堃，中国科学院化学研究所