1. 核磁共振波譜分析原理在《核磁共振波譜儀——原理篇》中，我們詳細(xì)探討了核磁共振（NMR）技術(shù)的基礎(chǔ)知識。作為一種強大的分析工具，NMR技術(shù)在電磁技術(shù)和先進(jìn)電子技術(shù)的發(fā)展推動下，已經(jīng)在化學(xué)、材料科學(xué)和醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本篇文章將聚焦于NMR譜圖的分析，對NMR技術(shù)和其子領(lǐng)域——磁共振成像（MRI）的應(yīng)用進(jìn)行梳理和總結(jié)。2.1 NMR譜圖的獲取和解讀獲取NMR譜圖需要滿足三個基本條件：施加恒定的磁場B0，使磁性核自旋發(fā)生塞曼分裂；外加射頻（RF）脈沖產(chǎn)生的弱振蕩磁場會干擾核自旋排列，射頻頻率取決于靜磁場和觀測核的性質(zhì)；在B0場中的核自旋產(chǎn)生進(jìn)動，并被檢測線圈感應(yīng)出信號，以電壓形式記錄。RF脈沖期間或之后可以檢測到NMR信號。在RF脈沖停止后，進(jìn)動通常發(fā)生在原子核固有的拉莫爾頻率上，這一過程不涉及自旋狀態(tài)或能級之間的躍遷。NMR譜圖分析主要基于樣品中核自旋共振頻率的化學(xué)位移，從而獲得分子的物理、化學(xué)、電子和結(jié)構(gòu)信息。NMR測試得到的圖譜為吸收信號，通常處理后呈現(xiàn)為化學(xué)位移-吸收強度圖譜。2.2 NMR譜圖信息的解讀NMR譜圖提供了一系列用于分析的信息，以2-乙基苯酚的NMR氫譜為例，以下是譜圖的基本解讀：（1）化學(xué)位移：反映分子中不同基團(tuán)的化學(xué)環(huán)境，高場化學(xué)位移值小，低場化學(xué)位移值大。（2）吸收峰的數(shù)量：對應(yīng)于分子中不同化學(xué)環(huán)境的質(zhì)子組數(shù)量。（3）曲線積分高度：與相應(yīng)基團(tuán)的質(zhì)子數(shù)成正比。（4）譜峰裂分：顯示自旋-自旋耦合效應(yīng)，指示基團(tuán)之間的連接關(guān)系。（5）耦合常數(shù)：反映自旋核間的相互作用，由分子結(jié)構(gòu)決定，是鑒定分子結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)。3. 應(yīng)用領(lǐng)域3.1 化學(xué)領(lǐng)域NMR技術(shù)在化學(xué)領(lǐng)域主要用于有機物的定性和定量分析。例如，華南理工大學(xué)化工學(xué)院的研究人員利用NMR技術(shù)對氟苯尼考原粉進(jìn)行了定性和定量分析。通過薄層層析純化后，樣品在氘代試劑DMSO中溶解，并進(jìn)行1H、13C、19F的NMR測試。（1）定性分析：通過信號峰的化學(xué)位移和峰面積比例，確認(rèn)樣品中的氟苯尼考成分。通過重水交換實驗和雜質(zhì)碳峰分析等操作，確定了雜質(zhì)的可能結(jié)構(gòu)。（2）定量分析：采用1H NMR內(nèi)標(biāo)法，以硝基甲苯為內(nèi)標(biāo)物，計算樣品含量，確定氟苯尼考的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3.2 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域磁共振成像（MRI）是NMR技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，主要用于臨床診斷。例如，中科院大學(xué)重慶醫(yī)院的研究小組將4D Flow MRI技術(shù)應(yīng)用于心血管系統(tǒng)成像，對多種血管進(jìn)行了成像研究。結(jié)果表明，4D Flow MRI在評估心血管疾病的生理病理學(xué)改變、危險分層和治療方案優(yōu)化等方面具有重要價值。3.3 電化學(xué)領(lǐng)域NMR技術(shù)在電化學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用包括電池結(jié)構(gòu)分析、反應(yīng)過程監(jiān)測等。例如，廈門大學(xué)和中國科學(xué)院的研究人員利用23Na NMR和MRI技術(shù)研究了鈉離子電池中的鈉枝晶和SEI膜的生長情況，為電池系統(tǒng)的研究提供了新的思路。4. 優(yōu)勢與不足NMR技術(shù)的優(yōu)勢在于其高能量分辨率和空間分辨率，能夠在不斷擾動下探測電極材料中的化學(xué)信息并進(jìn)行成像。然而，NMR技術(shù)也存在一定局限性，如對樣品制備的要求較高，且設(shè)備成本相對較高。5. 總結(jié)核磁共振波譜技術(shù)在化學(xué)鑒定和量化樣品化學(xué)成分方面具有重要作用。隨著技術(shù)的發(fā)展，NMR已成為分析生物大分子的最強有力、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。NMR成像技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用日益廣泛，不斷發(fā)展的NMR技術(shù)在精度、靈敏度和應(yīng)用范圍上都有所提升，其在材料學(xué)領(lǐng)域的潛力也逐漸顯現(xiàn)。