[发明专利]一种结合分子间单量子相干和哈德曼编码的定域谱方法

说明书

本发明公开一种结合分子间单量子相干和哈德曼编码的定域谱方法，具体步骤如下：（1）测试不均匀磁场大小，通过用常规的一维H谱测试溶剂峰的谱宽得到；（2）生成N阶的多色组合软脉冲，根据溶剂峰的谱宽选择N阶Hadamard矩阵；（3）在核磁共振IDEAL‑III序列基础上增加定域模块和生成的多色组合软脉冲形成新的高分辨定域谱脉冲序列HL‑IDEAL‑III；（4）在核磁共振波谱仪上导入设计好的高分辨定域谱脉冲序列HL‑IDEAL‑III；（3）执行高分辨定域谱脉冲序列HL‑IDEAL‑III对样本进行激发，通过相干选择梯度选择分子间单量子相干信号，定域模块完成定域功能，将获得的信号经过N阶Hadamard矩阵进行相解码，解码得到n条信号，对n条信号进行平移累加，得到在不均匀磁场下的高分辨一维核磁共振定域谱。

技术领域

本发明涉及高分辨核磁共振定域谱检测分析领域，具体涉及一种结合分子间单量子相干和哈德曼编码的定域谱方法

背景技术

高分辨核磁共振定域谱是一种重要的分析工具，它能提供精细的分子级信息，如化学位移、J耦合等，广泛地应用于化学、生物、医学等领域，但是高分辨核磁共振定域谱由于磁场的不均匀性会导致谱线增宽、信号重叠，而混叠的NMR谱图会影响数据分析，因此，如何在不均匀磁场下获取高分辨谱是亟需解决的问题。现有技术中被应用在不均匀磁场下获得高分辨核磁共振定域谱的方法包括匀场技术、自旋回波技术和分子内零量子相干；匀场技术可以有效消除大部分磁场的不均匀性，但是这类方法无法完全清除样品内在的磁场不均匀性；自旋回波技术利用重聚静磁场不均匀性引起的相位累积从而较好的消除磁场不均匀性，但是该方法只能获得J耦合信息；分子内零量子相干信号同样能抵抗磁场的不均匀性，当基于分子内零量子相干信号获得的高分辨谱也只能提供J耦合信息。影响高分辨核磁共振技术应用的除了不均匀磁场外，过长的采样时间也会严重限制高分辨核磁共振技术的应用，如何快速获取一张高质量的高分辨核磁共振谱图也是亟待解决的问题，压缩感知技术是目前主流的对非均匀采样数据进行谱图重建的技术，它通过压缩采样、稀疏表示、算法重建等在欠采样情况下重建出高分辨核磁共振谱图。

分子间多量子相干概念认为液体高分辨核磁共振中偶极相互作用分为短程偶极相互作用和长程偶极相互作用，由于分子的快速扩散运动，核自旋之间的短程偶极相互作用平均为0，而长程偶极相互作用则会因为样品不是球形或者磁化矢量受到调制而发生作用。由于分子间长程偶极相互作用范围在10～100μm，远远小于标准的样品尺寸，在偶极相关距离内磁场的不均匀性非常小，因此对于分子间多量子而言，仅在偶极相关距离内的磁场不均匀性对谱线现宽的影响非常小，所以可以利用分子间多量子相干信号在不均匀磁场下获得高分辨核磁共振谱。现有技术中已经设计出了一系列基于分子间多量子相干的脉冲序列用于获取高分别核磁共振谱，但是这些序列大多都是通过二维采样获取高分辨核磁共振谱的一维谱，当磁场不均匀性较大的时候，间接维演化需要数十次乃至数百次，从而导致实验时间较长；同时，间接维长的演化时间会显著减少信号强度，尤其是短横向驰豫时间的样品。

发明内容

本发明提供一种结合分子间单量子相干和哈德曼编码的定域谱方法，用于在不均匀磁场下快速获取高分辨一维核磁共振定域谱，能够克服现有技术中不均匀磁场对于高分辨核磁共振谱图的谱线和测试数据的影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种结合分子间单量子相干和哈德曼编码的定域谱方法，具体步骤如下：

(1)测试不均匀磁场大小，通过用常规的一维H谱测试溶剂峰的谱宽得到不均匀磁场大小；

(2)生成N阶的多色组合软脉冲，根据溶剂峰的谱宽选择N阶的Hadamard矩阵，选择性地激发样本的核磁共振溶剂峰；

(3)设计脉冲序列，在核磁共振IDEAL-III序列基础上增加定域模块和经过步骤(2)生成的多色组合软脉冲形成新的高分辨定域谱脉冲序列HL-IDEAL-III；