脉冲核磁共振弛豫时间的测量 彭欢 06300190071 指导老师 俞熹
基本原理 宏观磁化矢量以主磁场B0为轴进动, 同时在射频场B1作用下章动 进动频率(拉莫尔频率): 共振条件: 射频场频率等于拉莫尔频率
弛豫时间: 纵向弛豫——自旋-晶格弛豫 横向弛豫——自旋-自旋弛豫 弛豫过程M满足Bloch方程:
纵向弛豫T1 反转恢复法:施加(180°—t—90°)脉冲序列 初始条件为: t=0时,Mz=-M0 Mz随时间关系式为: 饱和恢复法:施加(90°—t—90°)脉冲序列 初始条件为:t=0时,Mz=0
CPMG序列测量T2: 施加(90°—t—180°—2t—180°—2t……)脉冲序列 初始条件为:t=0时,My= My0 My随时间关系式为:
实验结果 0.37g芝麻油纵向弛豫时间T1 反转恢复法 饱和恢复法 T1/ms 153.4 98.3
C1 40 64 80 100 T2/ms 109.87 115.87 117.96 117.60 用CPMG序列测量横向弛豫时间T2: 误差原因: (1)90°和180°脉冲的宽度测定不准,造成初条不准 (2)采集信号是FID信号中有一较大的直流部分,叠加后不能完全抵消 用CPMG序列测量横向弛豫时间T2: 取4组C1进行测量(C1表示180°脉冲个数,即产生的回波数) C1 40 64 80 100 T2/ms 109.87 115.87 117.96 117.60
不同浓度CuSO4溶液对弛豫时间的影响 CuSO4浓度/mol*L-1 T1/ms T2/ms T1-1/ms-1 T2-1/ms-1 0(纯水) 1588.0 1827.79 0.0054 226.9 151.95 0.00441 0.00658 0.012 164.4 111.01 0.00608 0.00901 0.020 61.7 44.46 0.01621 0.02249 0.074 16.8 12.96 0.05952 0.07716 0.108 12.0 8.10 0.08333 0.12346
CuSO4的加入对纯水的弛豫时间影响很显著 Cu2+是顺磁离子,具有电子磁矩。而一般核磁矩大3个数量级,因此在样品中只有少量的Cu2+,它附近的局部场就大大地增强,使得T1和T2大大减小
结论 (1)弛豫过程满足Bloch方程(即方程组(1)),按照指数形式进行的 (2)顺磁离子对弛豫时间有显著的影响 弛豫时间还和CuSO4溶液浓度成反比例关系
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