核磁共振二维谱反演技术综述

二维谱的出现是核磁共振（NMR）检测技术的一次飞跃,从二维谱中可以快速、精确地对不同组分进行区分,因而在测录井和常规实验中被广泛采用. 为了给相关研究提供借鉴和参考,推动二维反演技术的发展,该文对近年来国内外在核磁共振二维谱反演技术领域的研究进展进行了综述. 从实验采集数据中反演出二维谱的过程,比一维反演需要解决更多、更复杂的问题. 通过研究罚函数正则化和子空间正则化两大类方法,分析了不同二维反演算法的优点和不足. 根据对近年来国内外相关文献的深入分析可知,虽说目前已有的二维反演算法都存在一定的局限性,但其仍然具有很大的发展空间.     

动态核极化核磁共振波谱学

正在发展的固体高分辨动态核极化（ＤＮＰ）技术是核磁共振波谱学中一个崭新的分支．ＤＮＰ是一种电子－核的双共振技术，它利用未配对电子与核的相互作用，在强磁场下用微波激发自由电子跃迁，使相关核的自旋能级分布发生极化，不仅大大增强了核磁共振方法的灵敏度，还提供了微观电子结构的宝贵信息，具有相当重要的理论研究及实际应用价值．目前，ＤＮＰ方法的应用日益广泛，已成为核磁共振波谱学中一种重要的手段．     

基于选择编码的超快速磁共振波谱方法

核磁共振(NMR)波谱技术是当今最有力的谱学工具之一,在化学、生物和医药等众多领域获得重要而广泛的应用．基于时空编码的快速采样方法自2002年Frydman小组提出后,大大增强了高维磁共振波谱的采样效率．在某一些应用体系中,存在若干个强度远超于其他谱峰的情况,很容易由于动态增益不足而检测不到某些较弱的谱峰,而往往这些较弱的谱峰包含着感兴趣的信息．且在实际的化学生物应用中,存在选择性感兴趣检测的情况,即只需要选择性地观察若干个具有标记作用的谱峰．由于时空编码技术借助于高速切换的双极性梯度来完成解码,因而无法选择性地检测若干个非连续的频点．为解决以上两个问题,该文提出一种选择编码的时空编码方法,即在序列中施加选择性脉冲,选择性破坏某些谱峰的编码过程,使之不能在解码期解码,从而简化谱图,实现选择性压制或者非连续频点的感兴趣检测．如果把选择性反转脉冲换为硬反转脉冲加选择性反转脉冲,则最终的谱图中只出现被选择性脉冲选中的谱峰．理论分析及相关的实验验证了这种方法的可行性和有效性.     

牛磺熊去氧酮胆酸分子结构的1H、13C NMR研究

应用多种二维核磁共振波谱方法研究并证实了熊胆汁中由牛磺熊去氧胆酸氧化生成的衍生物是牛磺熊去氧酮胆酸,同时详细介绍了根据2D-MAXY和MAXY-TOCSY谱进行谱峰归属和结构分析的过程.     

基于C#的二维核磁共振测井观测模式设计软件的开发

二维核磁共振测井观测模式是以获取特定地层信息为目标的数据采集方式，它直接决定着核磁共振谱仪对不同类型储层的适应性以及获取原始数据的可信度．本文从观测模式的组成元素以及工作机理出发，采用C#语言开发了一套具有可视化功能的二维核磁共振测井观测模式设计软件．该软件支持二维核磁共振测井以及核磁共振岩心分析仪的观测模式设计，同时提供了三种采集参数编辑方式、观测模式优化机制以及图形化显示等功能，实现了观测模式的灵活调整，解决了当前主流二维核磁共振测井观测模式中存在的采集参数固定、不宜灵活调整从而导致所采集的原始数据信噪比低下、储层中流体弛豫特性加载不完全等问题．此外，软件还提供了观测模式的采集参数信息以及采集时序信息的输出功能等．     

二维核磁共振观测岩石润湿性

润湿性是反映储层中油水分布状况的一个重要表征参数,因此研究储层岩石的润湿性对原油开采有着重要的意义. 扩散弛豫二维谱可展示扩散系数与弛豫时间的相关性,并可以对油水的弛豫时间、扩散系数分别进行研究,与核磁共振一维弛豫谱相比极大地提高了区分油水的能力. 该文首先通过多组实验验证扩散-弛豫二维谱可以很好地观测到油水共存状态下玻璃珠表面的润湿性,继而通过对3组人造岩心表面润湿性的测量,获得了人造岩心表面润湿性的信息,解决了此时单独用一维弛豫谱方法难以区分油水的问题. 利用二维谱观察岩石润湿性的研究对油田提高采收率的研究有较大的参考价值.     

核磁共振二维谱反演

核磁共振二维谱包含扩散系数 D 和横向弛豫时间 T₂ 的信息,利用核磁共振仪来测量多孔介质中物质的信息,根据其弛豫时间和扩散系数的差别来区分不同物质;利用全局反演方法,提出了核磁共振二维谱反演的物理模型和数学模型;介绍了传统的奇异值分解（SVD）和改进的奇异值分解反演算法;采用改进的奇异值分解法对核磁共振二维谱进行反演,其反演算法具有计算速度快和二维谱分布连续等优点. 它适合于信噪比较高的数据反演,当原始数据信噪比SNR≥100时,可以对二维谱图进行定量分析;当60≤SNR<100时,可以对二维谱图进行定性分析. 核磁共振二维谱可以一次性直接区分油和水,为核磁共振测井提供了新的科学技术.     

水驱油过程的核磁共振二维谱研究

岩心水驱油过程中油水分布状况是岩心多孔介质的重要性质. 水驱油过程的研究是进一步进行提高采收率研究的基础. 核磁共振扩散-弛豫二维谱提供了岩心中流体性质的多方面信息,与核磁共振一维弛豫谱相比极大地提高了区分油水的能力. 该文通过2组岩心水驱油实验,从不同含油饱和度的扩散-弛豫二维谱中提取出水的一维弛豫谱,在原油粘度比较高的情况下获得了驱替过程中油水在不同孔隙中的分布状况以及润湿性等信息, 解决了单独用一维弛豫谱方法难以区分油水的问题. 该文的研究方法对油田提高采收率的研究有比较大的参考价值.     

二维傅里叶变换核磁共振波谱学

原理普通的核磁共振谱图是一个平面图,它是一个变量（频率或磁场）的函数Ｓ（ω１）,因此可以把它称为一维谱．在七十年代后半期出现了一个新的领域,称为二维核磁共振波谱学（ｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｕｃｌｅａｒｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏ－ｐｙ）．它使核磁共振谱变为两个变量的函数Ｓ（ω１,ω２）,因此可以得到一个立体图或等高线图,从而使谱图更加直观、清晰、便于解析,?...     

丁酸氯维地平的波谱学数据与结构确证

丁酸氯维地平是一种短效二氢吡啶类钙通道阻滞剂,对丁酸氯维地平的紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）、核磁共振氢谱（¹H NMR）、氢-氢相关谱(¹H-¹H COSY)、核磁共振碳谱¹³C NMR、DEPT谱、碳氢相关谱(HMQC)、碳氢远程相关谱(HMBC)及质谱（MS）进行了解析,对其所有的NMR谱信号进行了归属;讨论了红外光谱特征吸收峰所对应的官能团的振动形式,确证了丁酸氯维地平的结构.     

四维NMR谱

尽管３ＤＮＭＲ谱的分辨率有所提高，但解释较大的三维异核ＮＭＲ谱时，仍存在含糊性。因此，人们希望通过增加维数进一步提高分辨率，在最近几年中出现了４ＤＮＭＲ谱，４ＤＮＭＲ谱常常是说明２ＤＮＭＲ谱的方法，４ＤＮＭＲ实验可简单地看作是由三个２ＤＮＭＲ实验所组成，新的４ＤＮＭＲ技术仍在不断地发展，已有许多将４ＤＮＭＲ谱应用于蛋白质及核酸研究的报道。     

虎皮楠中2个黄酮苷的波谱学研究

研究了虎皮楠中的抗氧化活性成分.应用D101大孔吸附树脂、Sephadex LH-20及制备型高效液相色谱进行分离,应用波谱学(UV,ESI-MS,1H NMR,13C NMR,1H-1H COSY,HSQC,HMBC等)方法进行结构鉴定.分离得到1个二氢黄酮苷类化合物和1个黄酮苷类化合物,确定了1H NMR,13C NMR信号的全归属,化合物1鉴定为5,4′-二羟基二氢黄酮-7-O-α-L-鼠李糖(1→2)-β-D-葡萄糖苷,化合物2鉴定为7,4′-二羟基异黄酮-8-C-β-D-葡萄糖碳苷.     

地塞米松棕榈酸酯的NMR数据解析

参考地塞米松在D₂O中检测的的¹H、¹⁹F NMR数据、棕榈酸的¹H、¹³C NMR标准图谱数据和Lindeman-Adams经验公式,对地塞米松棕榈酸酯进行了¹H和¹³C MNR检测,通过DEPT和¹H-¹H COSY、HMQC、HMBC等2D NMR技术对该化合物所有的¹H和¹³C NMR信号进行了全归属和详细解析.     

二维核磁共振谱解析及其应用

２ＤＮＭＲ在波谱学的化学应用中占据首要位置。本文简述了ＣＯＳＹ，ＬＲＣＯＳＹ，ＣＯＳＹＤＥＣ，ＳＥＣＳＹ，ＤＱＣ－ＣＯＳＹ，ＲＣＴ，ＩＮＡＤＩＱＵＡＴＥ，ＲＥＬＡＹ，ＩＮＶＥＲＳＥ，ＮＯＥＳＹ，ＨＯＥＳＹ，ＯＨＡＨＡ，ＲＯＥＳＹ，ＨＭＱＣ，ＨＭＢＣ等谱的形状，指认步骤及其应用。     

盐酸普鲁卡因与β-环糊精包结物的一维、二维核磁共振研究

通过一维¹H NMR,¹³C NMR和二维ROESYNMR技术对盐酸普鲁卡因与β-环糊精(β-CD)的相互作用进行了研究.实验结果表明,盐酸普鲁卡因和β-CD形成了1:1的包结配合物,并根据这些数据提出了包结配合物的空间构型.     

20(R)和20(S)-人参皂甙Rg2碳氢NMR信号全指定

20(R)和20(S)人参皂甙Rg₂属于达玛烷型四环三萜类化合物.应用2DNMR技术:¹H-¹H COSY、HMQC和HMBC全归属20(R)和20(S)人参皂甙Rg₂碳和氢质子信号,为该类型化合物的结构鉴定提供波谱学依据.     

2D NMR技术在石油测井中的应用

近几年,2D NMR技术得到迅速发展,特别是在核磁共振测井领域. 该文将主要介绍2D NMR技术的脉冲序列、弛豫原理以及2D NMR技术在石油测井中应用. 2D NMR技术是在梯度场的作用下,利用一系列回波时间间隔不同的CPMG脉冲进行测量,利用二维的数学反演得到2D NMR. 2D NMR技术可以直接测量自扩散系数、弛豫时间、原油粘度、含油饱和度、可动水饱和度、孔隙度、渗透率等地层流体性质和岩石物性参数. 从2D NMR谱上,可以直观的区分油、气、水,判断储层润湿性,确定内部磁场梯度等. 2D NMR技术为识别流体类型提供了新方法.     

对氯苯氧基氯苯乙酮异构体的NMR分析

2-氯-4-(4-氯苯氧基)苯乙酮和2-(4-氯苯氧基)-4-氯苯乙酮互为同分异构体,它们的核磁共振谱十分相似,只通过一维核磁共振谱对其结构确定有很大的困难. 本文借助2-(4-氯苯氧基)-4-氯苯乙酮的分子晶体结构信息,利用二维核磁共振方法,对两个化合物的¹H NMR和¹³C NMR进行了指认,为这两种化合物的结构鉴定提供了重要依据.     

含手性膦配体3-MBPA的铂(Ⅱ)配合物的2D NMR研究

利用一维和二维NMR技术,对含有手性膦配体的铂配合物trans-[Pt(3-MBPAH)₂Cl₂](1)和trans-(Pt(3-MBPA)(3-MBPAH)Cl)(2)进行¹H和¹³C NMR谱分析,否定了化合物(2)的结构为trans-[Pt(3-MBPA)₂]的可能,归属了所有的¹H和¹³C NMR谱线,并根据磷和铂及磷与磷的偶合常数确定它们是反式构型.     

β-苯甲酰基-γ-取代苯基-γ-丁酸内酯的NMR研究

利用¹H NMR,¹³C NMR,2DNMR及IR,MS等技术对β-苯甲酰基-γ-取代苯基-γ-丁酸内酯的结构及空间构型进行确证,讨论了该结构的NMR谱学行为,提出了生成该化合物的可能的化学反应历程.