nmr核磁共振技术公司

核磁共振技术

什么是核磁共振？

核磁共振从字面意思可以理解为原子核在磁场中发生共振。一般核磁共振中的原子核是指氢原子核。磁是指磁场环境，在均衡稳定的磁场里面，氢原子核会有会以固定的频率发生进动，进动频率与磁场强度成正比。共振是指外加频率与氢原子核在磁场中的固有频率相等时，氢原子核吸收能量发生核磁共振。

核磁共振技术分类？

从应用上可大致将核磁共振技术分为三类：

弟一类是核磁共振成像，主要用于医学检测，是一种无损成像方式，可获得组织结构的二维、三维核磁共振图像，辅助医学疾病诊断和zhi疗。

第二类是核磁共振波谱技术，主要用于化学、材料、制药领域的分子结构分析。H原子核由于化学环境不同，存在频率差异，通过核磁共振波谱技术可研究分子结构信息。

第三类是时域核磁共振技术，主要用于分子运动分析、含量分析、工业质检质控等。时域核磁共振技术主要用于测试分子与分子之间的动力学信息，通过弛豫时间得到分子运动信息，分子与分子之间的作用信息；研究领域属亚微观领域（分子之间），可测定玻璃态转化温度、高分子材料交联密度、造影剂弛豫率、孔径分布及孔隙度等，广泛应用于食品工业、石油工业、医药工业、纺织工业、聚合物工业。

核磁共振技术原理

核磁共振技术主要检测为H质子，也可以用于F信号测试。含H样品经过特定频率的射频激励后，产生核磁共振信号。H核磁共振信号对应有T1、T2两个主要参数，通过测试T1、T2弛豫时间并进行建模，可用于食品、农业、石油勘探、聚合物、固体脂肪含量…多方面研究。已有多种方法形成国际标准和行业标准方法。

核磁共振技术应用

1). 低场核磁在食品领域的应用：

◆ 棕榈油、黄油等油脂固体脂肪含量测试（SFC ,Solid Fat Content）

◆ 含油种子、种子残渣含油率和含水率测试

◆ 巧克力及巧克力相关产品的固体脂肪含量

◆ 总脂肪含量

2). 低场核磁在农业领域的应用：

◆ 种子含油含水率测试

◆ 种子发芽过程研究

◆ 含油种子自动化选育（按含油率分选）

◆ 植物根系成像研究

◆ 农产品干燥研究

3). 低场核磁在纺织行业的应用：

◆ 纤维中油剂含量

◆ 聚合物涂层含量

◆ 纤维和纺织品上的氟化涂层测量

核磁共振技术设备

低场核磁共振仪按照仪器部件来分，主要包括工控机、谱仪系统、射频单元、梯度单元、磁体柜及温控单元六大部分；按照工作任务来分，仪器由工控机、射频系统、梯度系统、磁体、恒温系统五大部分组成。其中，工控机负责接收操作者的指令，并通过序列发生软件产生各种控制信号传递给谱仪系统的各个部件协调工作，还要完成数据处理、存储和图像重建以及显示任务；射频系统主要负责射频脉冲序列的发射和采样信号的接收；梯度系统主要负责产生梯度磁场；磁体主要负责提供均匀、稳定的主磁场；恒温系统主要负责磁体柜内的温度控制。

纽迈PQ001系列核磁共振分析仪

脉冲核磁共振技术与应用

脉冲磁共振成像实验仪利用物理学方法将抽象的理论运用多媒体进行展示,使人们能够直观地了解到其成像效果,进而可以使我们迅速了解脉冲核磁共振技术与应用。

脉冲磁共振序列成像原理

脉冲磁共振成像实验仪由多个部分组成,主要包括了磁铁、探头、开关放大器以及相位检波器等。探头内部主要包括了梯度线圈与射频线圈,其中,探头内部的梯度线圈能够实现空间相位编码和频率编码,而探头内部的射频线圈主要是将样品放入到射频线圈中,这样一方面能够达到旋转磁场的目的,另一方面还能够观察自由旋进信号的发射线圈和接收线圈。在观察自由旋进信号的时候,可以采用开关放大器将探头内的射频线圈与相位检波器进行连接,接下来,可以利用振荡器与射频脉冲发生器,从而获得相应的相位检波器与射频脉冲的射频基准。但是如果在采集上存在困难,那么可以利用相位检波器获得比较容易采集的低频信号。蕞终可以得到脉冲核磁共振成像所需要的相位精度。

脉冲核磁共振成像实验仪的磁体主要是采用微米精度加工技术而实现的,因此,通常情况下它的磁场均匀度相对比较高。同时,脉冲核磁共振成像实验仪利用恒温控制器对磁铁进行控制,因此,其稳定性比较高。此外,在DDS技术的支持下,射频电路的工作频率不仅具有较高的稳定度,同时还能够进行较大范围且高分辨率调节。

脉冲核磁共振的整个过程中,如果进行加载脉冲的操作,那么实际上就是脉冲的受激吸收过程。与此同时,可以发现,脉冲自由衰减的时候属于自发式辐射,同时还会出现受激辐射的现象。

脉冲磁共振成像技术已经广泛地应用于生物、医学以及物理学中,脉冲核磁共振实验仪不仅使人们了解到共振现象及各种脉冲序列的相关原理,同时也使人们充分认识到磁共振成像、成像原理及图像重建的数学处理方法。从而使人们对磁共振成像技术有一个更深入的认识。

树脂老化研究-低场核磁共振技术

不饱和聚酯树脂固化后，在长期使用中会发生老化现象，颜色变黄、发脆以致龟裂，表面失去光泽，强度下降，其他物理性能与化学性能也随之下降。影响树脂老化的因素很多，而且是交叉作用，机理较为复杂，与制品的使用条件(如温度、受力情况等)直接相关。

树脂老化的因素有哪些？

紫外线的作用:

不饱和聚酯树脂固化后，在长期曝晒下会老化。光老化的原因来自两方面；一方面，光的能量使树脂的共价键发生断裂；另一方面树脂本身的不纯性，造成了受破坏的突破口。结果使树脂加速降解。

空气中氧和臭氧的作用:

氧和臭氧可使树脂发生氧化降解、变色、表面龟裂以致剥落，电性能下降。在热与光的联合作用下老化加速。在室温及避光时，老化进展缓慢。聚酯中加入的Cu、Co、Zn等化合物可能呈离子型杂质态，能加速氧化降解。在加速老化时具有自由基连锁反应性质，破坏性较大。

水解降解作用:

树脂交联固化以后，酯键―COOR及―CH2―O―等键在酸和碱的催化下，或在热水中，会被水解，使分子链断裂，性能下降。在聚酯制品中大多加有玻璃纤维增强材料以及各种填料，水分容易渗入到以上材料与树脂的界面，使水解作用加剧。

树脂老化研究低场核磁共振技术原理

老化会使环氧树脂分子链运动变弱，整个老化过程表现出化学键断裂与交联的过程。非交联段具有一定的分子运动特性，衰减相对较慢；而交联段所受束缚程度大，分子运动特性小，衰减较快。通过弛豫信息的采集，可快速评价树脂老化过程。

电缆老化研究-低场核磁共振技术

电缆在电力系统中使用越来越广泛，但是随着运行时间的增长容易老化，威胁电力系统的安全运行。低场核磁共振分析技术可方便快捷地评价电缆的老化过程。

电缆老化的原因有哪些？

外力损伤

电缆敷设安装时不规范施工，容易造成机械损伤；在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等。

长期过负荷运行

超负荷运行，由于电流的热效应，负载电流通过电缆时必然导致导体发热，同时电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产乍附加热量，从而使电缆温度升高。长期超负荷运行时，过高的温度会加速绝缘的老化，以至绝缘被击穿。

化学腐蚀

电缆直接埋在有酸碱作用的地区，往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀，保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀，致使保护层失效，绝缘降低，也会导致电缆故障。

电缆老化研究低场核磁共振技术原理

电缆在电场及其他物理化学因素的作用下，分子化学键容易断裂并重新组合生成新的化学结构。电缆老化过程表现出化学键断裂与交联的过程，化学键断裂的越多，重新组合交联的密度越大，复合绝缘子就会出现表面分化和整体脆化的不良特性。非交联段具有一定的分子运动特性，衰减相对较慢；而交联段所受束缚程度大，分子运动特性小，衰减较快。通过弛豫信息的采集，可快速评价电缆老化过程。

电缆老化研究-低场核磁共振技术

电缆在电力系统中使用越来越广泛，但是随着运行时间的增长容易老化，威胁电力系统的安全运行。低场核磁共振分析技术可方便快捷地评价电缆的老化过程。

电缆老化的原因有哪些？

外力损伤

电缆敷设安装时不规范施工，容易造成机械损伤；在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等。

长期过负荷运行

超负荷运行，由于电流的热效应，负载电流通过电缆时必然导致导体发热，同时电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产乍附加热量，从而使电缆温度升高。长期超负荷运行时，过高的温度会加速绝缘的老化，以至绝缘被击穿。

化学腐蚀

电缆直接埋在有酸碱作用的地区，往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀，保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀，致使保护层失效，绝缘降低，也会导致电缆故障。

电缆老化研究低场核磁共振技术原理

电缆在电场及其他物理化学因素的作用下，分子化学键容易断裂并重新组合生成新的化学结构。电缆老化过程表现出化学键断裂与交联的过程，化学键断裂的越多，重新组合交联的密度越大，复合绝缘子就会出现表面分化和整体脆化的不良特性。非交联段具有一定的分子运动特性，衰减相对较慢；而交联段所受束缚程度大，分子运动特性小，衰减较快。通过弛豫信息的采集，可快速评价电缆老化过程。

低场核磁共振技术用于运动活化能研究

什么是活化能？

活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。对基元反应，活化能即基元反应的活化能。对复杂的非基元反应，反应活化能是总包反应的的表观活化能，即各基元反应活化能的代数和。

低场核磁在多孔材料活化能方面的应用

低场核磁共振弛豫时间被证明是饱和液体的多孔材料中吸附质-吸附剂相互作用的独特探针。纵向和横向弛豫时间之比（T1/T2）与吸附质-吸附剂相互作用能（活化能）有关，可以引入一个基于弛豫时间之比的定量度量（ES）来表征这种表面相互作用的强度（活化能）。

多孔介质中液体的表面相互作用非常重要，特别是在多相催化领域，理解表面相互作用的能力对于高效合理的催化剂设计至关重要。探测液体饱和多孔介质中的液体-表面相互作用尤其具有挑战性。现有方法都有局限性，并且没有一个能够在实际反应条件下无损地探测催化剂表面分子的行为。

使用低场核磁共振弛豫测量的优点

相比高场核磁，弛豫测量对吸附相互作用的表征不依赖于NMR线型和“峰位”(与多孔介质中的液体或化学位移相关的实际峰位，可能受吸附质-吸附剂相互作用以外的因素影响)。

自旋晶格与自旋-自旋弛豫时间之比（T1/T2）可直接与脱附活化能有关，脱附活化能表征了吸附剂表面上蕞强的吸附位点，可以由程序升温脱附（TPD）方法确定。

低场核磁共振技术用于运动活化能研究的基本原理：

核磁共振弛豫技术已成为研究饱和多孔介质中液体表面相互作用的一种非侵入性、化学敏感的分析技术。由于分子运动性的变化，当液体分子吸附在固体表面时，检测到的T1和T2弛豫时间都会缩短；在自由液体中，T1约等于T2。T1和T2都受到被吸附分子(表面水分子)旋转相关时间变化的影响。然而，T2进一步受到与表面扩散相关的平移相关时间的影响。因此，当分子吸附在表面上时，其平移和旋转动力学的变化对T2的影响大于T1，导致T1>T2。

T1/T2值表明了同一催化剂中不同液体表面相互作用的相对强度。T1/T2比率可以用作表面亲和力的定性描述，并可以进一步反映出活化能。