核磁共振波谱仪发展新趋势

核磁共振波谱仪发展新趋势

1 超导棱磁向更高场方向发 展由于生龠科学和生物大分子研究蓬 勃发展的需要，高场超导核磁共振仪，如 UNITY 500，600MPIz、AMX 500，600 MHz及JNM LA 500，600 MHz在世界 各国已相当谱及 近一两年Varian和 Bruker公司又相继推出丁UNITY Plus 750 M Hz(Varian)和Avance DMX 750MHz(Bruker)大型超导棱磁仪，其磁 场强度已高达17．6Tesla(泰斯拉)，现均 已作为商品进入市场，其中uNITY Plus 750MHz在世界各地已售出十多 台，并已获得ISO 9001质量认证。目前， 已有INOVA(Varian)1000 MHz核磁共 振仪问世。
高磁场超导揍磁仪既能太大提高谱 图的信噪比( H核可达1050：1)，又能 解决生物大分子信号重叠的问题，再加 上多通道、多维谱的技术(二维、三维、四 维)就为研究蛋白质、棱酸及糖类的精细 结椅、研究生物大分子与药物小分子的 相互作用，以及研究各种代谢现象、溶藏 椅象及动力学问题开阔了广扁前景。棱 磁共振二维、三维甚至四维谱新技术使 各种结构信息从拥挤的一条线或一十平 面扩展到立体空闻，从这个角度讲，核磁 共振已成为研究太分子结构并与x光 衍射晶体结构分析相互补充的有力工 具。

2 计算机及相关的软件系统 普遍改善 随着多维棱磷共振和微成像技术 在生物医学中推广应用，对棱磷共振仪 现代j蚪学倥暑1995 3 的计算机容量和速度等提出了更高的要 求 计算机技术的飞速发展和在工业及 科研中的广泛应用也为核磁共振仪计算 机的更新换代提供了有利条件。
2．1 采用标准的通用计算机 制造商不仅选用容量大、计算速度 快的计算机作为主机，而且注意用工业 标准的璺号，兼容性强。如Bruker的^广 vance系列用Aspect station作为主计 算机，标准配备了32MB RAM，IGB盘 和2GB DAT 驱动装置。JEOL 的 LAMBDA系列的主机为64位的SUN Microsystems的EWS，内存为64MB， 有ZGB硬盘，4GB的DAT Varian公司 的UNITY INOVA 系列用Motorola 68040作栗样计算机，操作系统为宴时 Vx Works，主机为SUN Microsystems 工作站，内存为64MB，ZGB硬盘，10GB 电子称| 热像仪| 频闪仪| 测高仪| 测距仪| 金属探测器|
2．2 采用窗式菜单软件 用户很容易用鼠标器进行各种操 作，具有直观性强，切换迅速等优点。如 Brukel-，JEOL和Varian公司都栗用了 X Window／MOTIF． 2．3 都可和Ethernet联网 这样便于遥控操作，并可与多个终 端相连，使几个用户同时在不同终端机 上进行各自的数据处理或绘图操作等 2．4 由于采用了大客■高蘧运算的计 算机和DSP技术(擞字信号处理)，使得 一些新的宴9§技术籼数据处理方法得以 在NMR中应用 如LP(线性预测)，MEM(最大熵 值)和OVERSAPLING(过量采样)等， 这些方法可l}l明显地改进谱图的质量， 提高谱线分辨率和信噪比。目前，各太公 司均有这方面的软、硬件提供。

3 脉冲梯度场(PFG)的应用 越来越广泛 脉冲梯度场可以取代相循环脉冲， 缩短采样时间，从而加速多维谱实验 对 于淮度足够大的样品，一般二维谱如 cOSY，T0CsY，R0ESY等只需几分钟 甚至几秒钟就艟完成。此外梯度场还可 以减少t 噪音。 对于许多生物NMR实验来讲，重 要的是艟把巨大的水峰信号抑制掉。脉 冲梯度场实验能够取代对场均匀性要求 很高的预饱和法，有效地抑翻水峰。Var。 Jan、Broker和JEOL公司均可提供脉冲 梯度场技术．例如在750MHz UNITY Plus超导仪上，利用脉冲梯度场技术可 使0．5mM 溶苗酶样品(90 H：O，10 D：O)中的强大水峰消失。

4 推出各种新式探头
4．1 微■{晕头 为研究代谢产物、天然产物以及合 成中间体，化学寡们往往需要进行超擞 量分析 Varian公司研制出新璺的毫擞 克缎探头，用几十甚至毫微克的样品仍 可得到良好的信噪比，样品的容积为 4O 。此微量探头还具备三共振、魔角旋 转等多种功能。Bruker设计了2．5mm 微量探头，结构独特、样品容积为8O微 升t还可以配梯度场。JEOL也推出了 Micro FG探头。 4、2 多功能探头 各公司都生产三共振探头 JEOL 还推出多核自动调谐探头，在境间实验 时该探头系统可自动调谐到 N， P，”F 或 H的最佳频率
4．3 新超导材料探头 Variar~公司用新型高温超导材料 YBa CuO 制成的薄膜做成RF线圈 使 H在400MHz的S／N提高到1500： 1以上(O．1 EB，COCI )。

5 利用新技术毒|造新型谱仪系统
5．1 增加射额道数目和鼍定性 如Varian的UNITY INOVA 和 Bruker Avance系列都把射频道增加到 8个。利用新的原理和技术，各公司在稳 定射频的相位和幅度上都各有进展
5．2 采用敷字电子技术和敷字信号处 理技术 ／。一一 【摘要】末 如Bruker广泛采用仝数字化技术t 提高了操作的速度、仪器的稳定性和抗 干扰能力，Varian公司的数字采样系统 具有高速、灵活和准确等优点。二家公司 均采用数字滤波以提高信噪比 Varian 公司的数字滤波器提供的最大谱宽为 500KHz。
5．3 采用模块式结构 Bruker和Varian公司都采用模块 式结构制造谱仪，这样既便于维修或升 级，也易于按照用户的要求设计谱仪 如 RF射频单元，接收器单元等都有相对 的独立性 可以分 维修或更新升级。此 外，仪器的功能齐全，把液体、固体和微 成像技术集于一体，但用户又可以根据

6 微成像和医用谱仪 为了适应生物医学研究的需要，各 公司相继推出赦成像系统，并不断提高 分辨率 不同大小的宽腔高分辨和成像 两用核磺共振仪为生物医学提供了新型 研究工具。宽腔水平核磺共振仪不仅能 提供实验动物，人的肢体或仝身的清晰 扫描囝象，还可同时提供某些部位有关 生化现象的图谱，把活体内的病理现象 和生化动态变化更直接的联系起来。临 床诊所用的低场磁共振成像仪的品种逐 年增多，性能也进一步提高。