再熟悉不过的核磁T₂弛豫，你真的懂了吗?？

一直以来，T₂谱是我们最熟悉也是最常用的数据，然而小编在工作中发现并非每一个使用核磁的人都了解T₂弛豫，所以才萌生出做本期科普的想法，开始之前我们先做个小测验：

1：什么是T₂弛豫？是如何发生的？

2：为什么有时候我们叫T₁弛豫T1relaxation,T₂弛豫T₂ decay?

3: 影响T₂弛豫的因素有哪些？

如果以上这三个问题对您有难度，那接下来的1500字的内容，请务必认真看完，这对于您理解实验结果，明白纽迈核磁共振仪器的参数设置至关重要。

01 什么是T₂弛豫？是如何发生的？

教科书上是这样描述T₂的，it describes the T transversal ,thus the relaxation of the transversal magnetization,即横截方向的上的磁化量。首先我们来回顾下T₂弛豫是如何发生的？

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当施加一个90°脉冲后， 所有的质子都发生90°的偏转，在横截面方向上磁化矢量都朝着一个方向，此时Mx达到ZD。当撤去射频后，此时差别就显现出来了，由于每个H质子所处的环境不同，其进动的拉莫尔频率也会有细微的差别，这种差别就会造成有的转的快，有的转的慢，如同扇子从合到开的过程一样（或者孔雀开屏一样），直到0。这个过程被称为横向弛豫过程。 

聚焦到T₂弛豫，归纳起来就是因为各个H质子的拉莫尔频率（或者说相位）不尽相同，当撤去射频脉冲后，质子由聚到散的过程。

弛豫过程（来源于新浪博客:再谈核磁共振弛豫）

举个例子，就如同体育课上，当体育老师说大家站成一整排（对应给与射频脉冲时刻），然后体育老师又说：“好了，大家自由活动，解散！”于是大家往各个方向走，整体就变得无序。

左边示意图：刚施加完90°脉冲，所有的H质子都朝向一个方向，初相位相同，此时MxyZD。

右边示意图：当撤掉90°脉冲，每个H质子频率差异，导致相位不同，整体的横向磁化矢量不断抵消，Mxy逐渐减少直至为0。

因此这里就能回答我们最开头提出的第二个问题，为什么有的时候叫做T₂ decay?

decay是衰退、衰减的意思，因为T₂弛豫描述的就是这样一个从有序到无序，从相干到不相干的过程。定量的看，描述的就是其横向磁化分量以指数衰减的过程（CPMG序列中）。

横截方向上Mx的就是从ZD值逐渐衰减到0的过程，同样的，当t=T₂时候，Mxy=0.37M0。

因此T₂弛豫的数学定义是：

当横向磁化矢量衰减到ZD值的37%时所需要的时间。

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02 影响T₂弛豫的因素有哪些？

影响T₁和T₂的内部因素

1.内部因素

分子运动：分子运动越慢，T₂越小；例如冰和固体；

分子尺寸：分子尺寸越大，T₂越小；例如食品中淀粉等大分子的弛豫时间比水和油脂短得多。

分子结合状态：结合越紧密，T₂越小；食品中水的多层结构理论

2.外部因素

磁场不均匀：千万不要小看这个因素，磁场不均匀会加速散相过程（使得H质子之间的差异更大），从而测得的T₂比实际的T₂衰减的快的多的多。

因此T₂分析中，不直接用FID序列，而是在FID后面加180°复相脉冲，可以抵消主磁场恒定不均匀造成的信号衰减，从而获得真正的T₂弛豫。T₂弛豫的分析序列这块，我们放在下一篇来讲。

关于T2弛豫在科研中的具体应用，刚入门的新手可以参考这篇：低场核磁共振都有哪些数据利用形式？

如果您对某个领域有更深入的需求，欢迎与我们工程联系。

03 总结：T₁和T₂的对比

04 T₁与T₂的联合：二维核磁共振技术

T₁与T₂并不是非A即B的竞争关系，T₁与T₂是H质子的不同维度的属性，可以优势互补，充分利用（我们当然可以同时采集一个样品的T₁和T₂信号，用于对样品的深入分析）。

孔隙流体在T₂谱上信号重叠

纽迈新开发的多维核磁共振技术，例如T₁-T₂技术、D-T₂技术等等，能弥补一维弛豫谱信号重叠的问题，在食品农业领域研究水分交换、在岩石土壤领域研究水分迁移

更重要的是，在石油能源领域研究孔隙流体识别。

页岩孔隙流体在T₁-T₂谱上的分布

D-T₂技术区分不同分子量油、气、水

关于二维核磁共振技术，尤其是针对孔隙流体识别方面，我们还有很多客户发表的文献等资料，如果您感兴趣，欢迎与我们工程师（微信号：18616298890）。

参考来源：

1.B站：智能医学成像-贾广 （感谢贾教授提供课件）

2.纽迈大学内部学习资料

3.王琨,周航宇,赖杰,王坤杰,刘音.核磁共振技术在岩石物理与孔隙结构表征中的应用[J/OL].仪器仪表学报:1-12.