核磁共振波譜儀發(fā)展新趨勢(shì)

核磁共振波譜儀發(fā)展新趨勢(shì)

1 超導(dǎo)棱磁向更高場(chǎng)方向發(fā) 展由于生龠科學(xué)和生物大分子研究蓬 勃發(fā)展的需要，高場(chǎng)超導(dǎo)核磁共振儀，如 UNITY 500，600MPIz、AMX 500，600 MHz及JNM LA 500，600 MHz在世界 各國(guó)已相當(dāng)譜及 近一兩年Varian和 Bruker公司又相繼推出丁UNITY Plus 750 M Hz(Varian)和Avance DMX 750MHz(Bruker)大型超導(dǎo)棱磁儀，其磁 場(chǎng)強(qiáng)度已高達(dá)17．6Tesla(泰斯拉)，現(xiàn)均 已作為商品進(jìn)入市場(chǎng)，其中uNITY Plus 750MHz在世界各地已售出十多 臺(tái)，并已獲得ISO 9001質(zhì)量認(rèn)證。目前， 已有INOVA(Varian)1000 MHz核磁共 振儀問(wèn)世。
高磁場(chǎng)超導(dǎo)揍磁儀既能太大提高譜 圖的信噪比( H核可達(dá)1050：1)，又能 解決生物大分子信號(hào)重疊的問(wèn)題，再加 上多通道、多維譜的技術(shù)(二維、三維、四 維)就為研究蛋白質(zhì)、棱酸及糖類(lèi)的精細(xì) 結(jié)椅、研究生物大分子與藥物小分子的 相互作用，以及研究各種代謝現(xiàn)象、溶藏 椅象及動(dòng)力學(xué)問(wèn)題開(kāi)闊了廣扁前景。棱 磁共振二維、三維甚至四維譜新技術(shù)使 各種結(jié)構(gòu)信息從擁擠的一條線或一十平 面擴(kuò)展到立體空聞，從這個(gè)角度講，核磁 共振已成為研究太分子結(jié)構(gòu)并與x光 衍射晶體結(jié)構(gòu)分析相互補(bǔ)充的有力工 具。

2 計(jì)算機(jī)及相關(guān)的軟件系統(tǒng) 普遍改善 隨著多維棱磷共振和微成像技術(shù) 在生物醫(yī)學(xué)中推廣應(yīng)用，對(duì)棱磷共振儀 現(xiàn)代j蚪學(xué)倥暑1995 3 的計(jì)算機(jī)容量和速度等提出了更高的要 求 計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和在工業(yè)及 科研中的廣泛應(yīng)用也為核磁共振儀計(jì)算 機(jī)的更新?lián)Q代提供了有利條件。
2．1 采用標(biāo)準(zhǔn)的通用計(jì)算機(jī) 制造商不僅選用容量大、計(jì)算速度 快的計(jì)算機(jī)作為主機(jī)，而且注意用工業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)的璺號(hào)，兼容性強(qiáng)。如Bruker的^廣 vance系列用Aspect station作為主計(jì) 算機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)配備了32MB RAM，IGB盤(pán) 和2GB DAT 驅(qū)動(dòng)裝置。JEOL 的 LAMBDA系列的主機(jī)為64位的SUN Microsystems的EWS，內(nèi)存為64MB， 有ZGB硬盤(pán)，4GB的DAT Varian公司 的UNITY INOVA 系列用Motorola 68040作栗樣計(jì)算機(jī)，操作系統(tǒng)為宴時(shí) Vx Works，主機(jī)為SUN Microsystems 工作站，內(nèi)存為64MB，ZGB硬盤(pán)，10GB 電子稱(chēng)| 熱像儀| 頻閃儀| 測(cè)高儀| 測(cè)距儀| 金屬探測(cè)器|
2．2 采用窗式菜單軟件 用戶很容易用鼠標(biāo)器進(jìn)行各種操 作，具有直觀性強(qiáng)，切換迅速等優(yōu)點(diǎn)。如 Brukel-，JEOL和Varian公司都栗用了 X Window／MOTIF． 2．3 都可和Ethernet聯(lián)網(wǎng) 這樣便于遙控操作，并可與多個(gè)終 端相連，使幾個(gè)用戶同時(shí)在不同終端機(jī) 上進(jìn)行各自的數(shù)據(jù)處理或繪圖操作等 2．4 由于采用了大客■高蘧運(yùn)算的計(jì) 算機(jī)和DSP技術(shù)(擻字信號(hào)處理)，使得 一些新的宴9§技術(shù)秈數(shù)據(jù)處理方法得以 在NMR中應(yīng)用 如LP(線性預(yù)測(cè))，MEM(最大熵 值)和OVERSAPLING(過(guò)量采樣)等， 這些方法可l}l明顯地改進(jìn)譜圖的質(zhì)量， 提高譜線分辨率和信噪比。目前，各太公 司均有這方面的軟、硬件提供。

3 脈沖梯度場(chǎng)(PFG)的應(yīng)用 越來(lái)越廣泛 脈沖梯度場(chǎng)可以取代相循環(huán)脈沖， 縮短采樣時(shí)間，從而加速多維譜實(shí)驗(yàn) 對(duì) 于淮度足夠大的樣品，一般二維譜如 cOSY，T0CsY，R0ESY等只需幾分鐘 甚至幾秒鐘就艟完成。此外梯度場(chǎng)還可 以減少t 噪音。 對(duì)于許多生物NMR實(shí)驗(yàn)來(lái)講，重 要的是艟把巨大的水峰信號(hào)抑制掉。脈 沖梯度場(chǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛉〈鷮?duì)場(chǎng)均勻性要求 很高的預(yù)飽和法，有效地抑翻水峰。Var。 Jan、Broker和JEOL公司均可提供脈沖 梯度場(chǎng)技術(shù)．例如在750MHz UNITY Plus超導(dǎo)儀上，利用脈沖梯度場(chǎng)技術(shù)可 使0．5mM 溶苗酶樣品(90 H：O，10 D：O)中的強(qiáng)大水峰消失。

4 推出各種新式探頭
4．1 微■{暈頭 為研究代謝產(chǎn)物、天然產(chǎn)物以及合 成中間體，化學(xué)寡們往往需要進(jìn)行超擻 量分析 Varian公司研制出新璺的毫擻 克緞探頭，用幾十甚至毫微克的樣品仍 可得到良好的信噪比，樣品的容積為 4O 。此微量探頭還具備三共振、魔角旋 轉(zhuǎn)等多種功能。Bruker設(shè)計(jì)了2．5mm 微量探頭，結(jié)構(gòu)獨(dú)特、樣品容積為8O微 升t還可以配梯度場(chǎng)。JEOL也推出了 Micro FG探頭。 4、2 多功能探頭 各公司都生產(chǎn)三共振探頭 JEOL 還推出多核自動(dòng)調(diào)諧探頭，在境間實(shí)驗(yàn) 時(shí)該探頭系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)諧到 N， P，”F 或 H的最佳頻率
4．3 新超導(dǎo)材料探頭 Variar~公司用新型高溫超導(dǎo)材料 YBa CuO 制成的薄膜做成RF線圈 使 H在400MHz的S／N提高到1500： 1以上(O．1 EB，COCI )。

5 利用新技術(shù)毒|造新型譜儀系統(tǒng)
5．1 增加射額道數(shù)目和鼉定性 如Varian的UNITY INOVA 和 Bruker Avance系列都把射頻道增加到 8個(gè)。利用新的原理和技術(shù)，各公司在穩(wěn) 定射頻的相位和幅度上都各有進(jìn)展
5．2 采用敷字電子技術(shù)和敷字信號(hào)處 理技術(shù) ／。一一 【摘要】末 如Bruker廣泛采用仝數(shù)字化技術(shù)t 提高了操作的速度、儀器的穩(wěn)定性和抗 干擾能力，Varian公司的數(shù)字采樣系統(tǒng) 具有高速、靈活和準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。二家公司 均采用數(shù)字濾波以提高信噪比 Varian 公司的數(shù)字濾波器提供的最大譜寬為 500KHz。
5．3 采用模塊式結(jié)構(gòu) Bruker和Varian公司都采用模塊 式結(jié)構(gòu)制造譜儀，這樣既便于維修或升 級(jí)，也易于按照用戶的要求設(shè)計(jì)譜儀 如 RF射頻單元，接收器單元等都有相對(duì) 的獨(dú)立性 可以分 維修或更新升級(jí)。此 外，儀器的功能齊全，把液體、固體和微 成像技術(shù)集于一體，但用戶又可以根據(jù)

6 微成像和醫(yī)用譜儀 為了適應(yīng)生物醫(yī)學(xué)研究的需要，各 公司相繼推出赦成像系統(tǒng)，并不斷提高 分辨率 不同大小的寬腔高分辨和成像 兩用核磺共振儀為生物醫(yī)學(xué)提供了新型 研究工具。寬腔水平核磺共振儀不僅能 提供實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，人的肢體或仝身的清晰 掃描囝象，還可同時(shí)提供某些部位有關(guān) 生化現(xiàn)象的圖譜，把活體內(nèi)的病理現(xiàn)象 和生化動(dòng)態(tài)變化更直接的聯(lián)系起來(lái)。臨 床診所用的低場(chǎng)磁共振成像儀的品種逐 年增多，性能也進(jìn)一步提高。