实验室分析仪器--核磁共振碳谱自旋-晶格弛豫时间（T1）

磁共振成像时,对置于外磁场BO中的自旋系统施加射频脉冲,则自旋系统被激励,其净磁化矢量指向偏转,不再与外磁场BO方向平行(如与BO垂直)。射频脉冲终止后,被激励的质子与周围环境(晶格)之间发生能量交换,把能量传递给周围的晶格,同时其净磁化矢量指向逐渐恢复与外磁场方向平行。该过程在自旋与晶格之间有能量交换,故自旋-晶格弛豫又称热弛豫。自旋-晶格弛豫与外磁场场强有关。

分子中碳原子的自旋-晶格弛豫时间T1也是¹³C NMR谱的重要参数。T1数值随化学环境不同而有很大差别,因此T1的测定对谱线的表示、结构鉴定、分子运动的研究等方面都有重要意义。

1、自旋-晶格弛豫机理

弛豫时间可能反映分子的结构和它的运动状态。能够给核自旋系统提供起伏局部场,就可能满足弛豫的要求,所以弛豫有各种各样的机理,我们所测定到的弛豫速率(1/T1)是各种弛豫贡献的总和。

弛豫机理包括:偶极-偶极弛豫(DD)、自旋-转动弛豫(SR)、化学位移各向异性弛豫(CSA)、标量偶合弛豫(SC)等。

2 、T1值的应用

1.识别碳的类型和分子大小

2. 估计分子的各向异性情况

3. 了解分子内部旋转运动、分子链的柔顺性

4. 研究分子的空间位阻