磁力共振發(fā)展歷程

核磁共振是繼CT后醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一重大進(jìn)步。自80年代應(yīng)用以來(lái)，它以極快的速度得到發(fā)展。磁矩是由許多原子核所具有的內(nèi)部角動(dòng)量或自旋引起的，自1940年以來(lái)研究磁矩的技術(shù)已得到了發(fā)展。物理學(xué)家正在從事的核理論的基礎(chǔ)研究為這一工作奠定了基礎(chǔ)。1933年，G·O·斯特恩（Stern）和I·艾斯特曼（Estermann）對(duì)核粒子的磁矩進(jìn)行了第一次粗略測(cè)定。美國(guó)哥倫比亞的I·I·拉比（Rabi生于1898年）的實(shí)驗(yàn)室在這個(gè)領(lǐng)域的研究中獲得了進(jìn)展。這些研究對(duì)核理論的發(fā)展起了很大的作用。

當(dāng)受到強(qiáng)磁場(chǎng)加速的原子束加以一個(gè)已知頻率的弱振蕩磁場(chǎng)時(shí)原子核就要吸收某些頻率的能量，同時(shí)躍遷到較高的磁場(chǎng)亞層中。通過(guò)測(cè)定原子束在頻率逐漸變化的磁場(chǎng)中的強(qiáng)度，就可測(cè)定原子核吸收頻率的大小。這種技術(shù)起初被用于氣體物質(zhì)，后來(lái)通過(guò)斯坦福的F.布絡(luò)赫（Bloch生于1905年）和哈佛大學(xué)的E·M·珀塞爾（Puccell生于1912年）的工作擴(kuò)大應(yīng)用到液體和固體。布絡(luò)赫小組第一次測(cè)定了水中質(zhì)子的共振吸收，而珀塞爾小組第一次測(cè)定了固態(tài)鏈烷烴中質(zhì)子的共振吸收。自從1946年進(jìn)行這些研究以來(lái)，這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)迅速得到了發(fā)展。物理學(xué)家利用這門技術(shù)研究原子核的性質(zhì)，同時(shí)化學(xué)家利用它進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的鑒定和分析工作，以及研究絡(luò)合物、受阻轉(zhuǎn)動(dòng)和固體缺陷等方面。1949年，W·D·奈特證實(shí)，在外加磁場(chǎng)中某個(gè)原子核的共振頻率有時(shí)由該原子的化學(xué)形式?jīng)Q定。比如，可看到乙醇中的質(zhì)子顯示三個(gè)獨(dú)立的峰，分別對(duì)應(yīng)于CH3、CH2和OH鍵中的幾個(gè)質(zhì)子。這種所謂化學(xué)位移是與價(jià)電子對(duì)外加磁場(chǎng)所起的屏蔽效應(yīng)有關(guān)。

特別是天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的闡明中起著極為重要的作用。利用化學(xué)位移、裂分常數(shù)、H—′HCosy譜等來(lái)獲得有機(jī)物的結(jié)構(gòu)信息已成為常規(guī)測(cè)試手段。近20年來(lái)核磁共振技術(shù)在譜儀性能和測(cè)量方法上有了巨大的進(jìn)步。在譜儀硬件方面，由于超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度平均每5年提高1.5倍，到80年代末600兆周的譜儀已開(kāi)始實(shí)用，由于各種先進(jìn)而復(fù)雜的射頻技術(shù)的發(fā)展，核磁共振的激勵(lì)和檢測(cè)技術(shù)有了很大的提高。此外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，不僅能對(duì)激發(fā)核共振的脈沖序列和數(shù)據(jù)采集作嚴(yán)格而精細(xì)的控制，而且能對(duì)得到的大量的數(shù)據(jù)作各種復(fù)雜的變換和處理。在譜儀的軟件方面最突出的技術(shù)進(jìn)步就是二維核磁共振（2D—NMR）方法的發(fā)展。它從根本上改變了NMR技術(shù)用于解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)問(wèn)題的方式，大大提高了NMR技術(shù)所提供的關(guān)于分子結(jié)構(gòu)信息的質(zhì)和量，使NMR技術(shù)成為解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)問(wèn)題的最重要的物理方法。

①2D—NMR技術(shù)能提供分子中各種核之間的多種多樣的相關(guān)信息，如核之間通過(guò)化學(xué)鍵的自旋偶合相關(guān)，通過(guò)空間的偶極偶合（NOE）相關(guān)，同種核之間的偶合相關(guān)，異種核之間的偶合相關(guān)，核與核之間直接的相關(guān)和遠(yuǎn)程的相關(guān)等。根據(jù)這些相關(guān)信息，就可以把分子中的原子通過(guò)化學(xué)鍵或空間關(guān)系相互連接，這不僅大大簡(jiǎn)化了分子結(jié)構(gòu)的解析過(guò)程，并且使之成為直接可靠的邏輯推理方法。

②2D—NMR的發(fā)展，不僅大大提高了大量共振信號(hào)的分離能力，減少了共振信號(hào)間的重疊，并且能提供許多1D—NMR波譜無(wú)法提供的結(jié)構(gòu)信息，如互相重疊的共振信號(hào)中每一組信號(hào)的精細(xì)裂分形態(tài)，準(zhǔn)確的耦合常數(shù)，確定耦合常數(shù)的符號(hào)和區(qū)分直接和遠(yuǎn)程耦合等。

③運(yùn)用2D—NMR技術(shù)解析分子結(jié)構(gòu)的過(guò)程就是NMR信號(hào)的歸屬過(guò)程，解析過(guò)程的完成也就同時(shí)完成了NMR信號(hào)的歸屬。完整而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)歸屬不僅為分子結(jié)構(gòu)測(cè)定的可靠性提供了依據(jù)，而且為復(fù)雜生物大分子的溶液高次構(gòu)造的測(cè)定奠定了基礎(chǔ)。

④2D—NMR的發(fā)展導(dǎo)致了雜核（X—NMR），特別是13C—NMR譜的廣泛研究和利用。雜核大多是低豐度，低靈敏度核種，由于靈敏度低和難以信號(hào)歸屬，以往利用不多。但X—NMR譜包含有大量的有用結(jié)構(gòu)信息，新穎的異核相關(guān)譜（HET—Cosy）提供的異核之間的相關(guān)信息（如H—C，C—C，H—P，H—N）不僅為這些雜核的信號(hào)歸屬提供了依據(jù)，而且能提供H—NMR所不能提供的重要結(jié)構(gòu)信息。

⑤2D—NMR技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了NOE的研究和應(yīng)用的發(fā)展。NOE反映了核與核在空間的相互接近關(guān)系，因此它不僅能提供核與核之間（或質(zhì)子自旋耦合鏈之間）通過(guò)空間的連接關(guān)系，而且能用來(lái)研究核在空間的相互排布即分子的構(gòu)型和構(gòu)象問(wèn)題。

2D—NMR技術(shù)由于其突出的優(yōu)點(diǎn)和巨大的潛力，在譜儀硬件能夠滿足2D—NMR實(shí)驗(yàn)（即進(jìn)入80年代）以后的短短幾年時(shí)間內(nèi)，已有1000余篇論文和數(shù)十種評(píng)論和專著出現(xiàn)。

NMR技術(shù)本身今后將繼續(xù)就如何得到更多的相關(guān)信息，簡(jiǎn)化圖譜，改善和提高檢測(cè)靈敏度等幾方面進(jìn)行發(fā)展，其中最富有發(fā)展前景的新技術(shù)有：

①選擇和多重選擇激勵(lì)技術(shù)，進(jìn)一步發(fā)展多量子技術(shù)，通過(guò)采用先進(jìn)的射頻技術(shù)激發(fā)那些在通常情況下禁阻的，極其微弱的多量子躍遷。選擇性地探測(cè)分子內(nèi)核與核之間的特定相關(guān)關(guān)系。或通過(guò)特形脈沖（shaped pulse）和軟脈沖選擇性地激發(fā)某些特定的核，集中研究某些感興趣的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。

②“反向”和“接力”的檢測(cè)技術(shù)，在異核相關(guān)譜方面，采用反向檢測(cè)（稱之為inverseNMR，即通過(guò)H檢測(cè)來(lái)替代以往的用雜核檢測(cè)的測(cè)試方法）可大大提高異核相關(guān)譜的檢測(cè)靈敏度（約1個(gè)數(shù)量級(jí)）。在同核相關(guān)譜方面，通過(guò)接力相干轉(zhuǎn)移（RCT—1），多重接力相干遷移（RCT—2）和各向同性混合的相干轉(zhuǎn)移技術(shù)（如HOHAHA）可用來(lái)解決復(fù)雜分子（包括生物大分子）的自旋偶合解析和信號(hào)歸屬問(wèn)題。

③發(fā)展并應(yīng)用譜的編輯技術(shù)，利用NMR本身在激發(fā)和接收方面的多種多樣的選擇和壓制技術(shù)，可對(duì)十分復(fù)雜的NMR信號(hào)進(jìn)行分類編輯。

④發(fā)展三維核磁共振（3D—NMR）技術(shù)，隨著NMR的研究對(duì)象向生物大分子轉(zhuǎn)移，NMR技術(shù)所提供的結(jié)構(gòu)信息的數(shù)量和復(fù)雜性呈幾何級(jí)數(shù)增加，近來(lái)已出現(xiàn)3D—NMR技術(shù)來(lái)替代2D—NMR方法，用于生物大分子的結(jié)構(gòu)測(cè)定。初步探索的結(jié)果表明3D—NMR方法不僅進(jìn)一步提高了信號(hào)的分離能力，并且能提供許多2D—NMR方法所不能提供的結(jié)構(gòu)信息，大大簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)解析過(guò)程。3D—NMR測(cè)定方法的廣泛使用還有待于測(cè)定方法進(jìn)一步改進(jìn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。

⑤與分子力學(xué)計(jì)算相結(jié)合，發(fā)展分子模型技術(shù)。在NNR信號(hào)完全歸屬的基礎(chǔ)上，利用NOE所提供的分子中質(zhì)子間的距離信息、計(jì)算分子三維立體構(gòu)造的技術(shù)近年來(lái)在多肽和小蛋白質(zhì)分子的研究中取得了巨大的成功。以距離幾何算法和分子動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的分子模型技術(shù)（molecular modelling）正在逐步應(yīng)用于其它各種生物分子的溶液構(gòu)象問(wèn)題。但在大分子與小分子或小分子與小分子相互作用的體系還有許多問(wèn)題有待解決，例如在運(yùn)動(dòng)條件不利的體系中如何得到距離信息和距離信息的精度等。

有以下幾個(gè)方面：

①繼續(xù)幫助有機(jī)化學(xué)家從自然界尋找具有生物活性的新穎有機(jī)化合物，今后這方面的研究重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系。即研究這些物質(zhì)在參與生命過(guò)程時(shí)與生物大分子（如受體）或其它小分子相互作用的結(jié)構(gòu)特征和動(dòng)態(tài)特征。

②更多地用于多肽和蛋白質(zhì)在溶液中高次構(gòu)造的解析，成為蛋白質(zhì)工程和分子生物學(xué)中研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的重要工具。并朝著采用穩(wěn)定同位素標(biāo)記光學(xué)CIDNP法與2D—NMR，3D—NMR技術(shù)相結(jié)合的方向發(fā)展。

③NMR技術(shù)將廣泛用于核酸化學(xué)，確定DNA的螺旋結(jié)構(gòu)的類型和它的序列特異性。研究課題將集中在核酸與配體的相互作用，其中核酸與蛋白質(zhì)分子、核酸與小分子藥物的相互作用是最重要的方面。

④NMR技術(shù)對(duì)于糖化學(xué)的應(yīng)用將顯示出越來(lái)越大的潛力，采用NMR技術(shù)來(lái)測(cè)定寡糖的序列，連接方式和連接位置，確定糖的構(gòu)型和寡糖在溶液中的立體化學(xué)以及與蛋白質(zhì)相互作用的結(jié)構(gòu)特征和動(dòng)態(tài)特征將是重要的研究領(lǐng)域。

⑤NMR技術(shù)將更多地用于研究動(dòng)態(tài)的分子結(jié)構(gòu)和在快速平衡中的變化。以深層理解分子的結(jié)構(gòu)，描示結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特征，了解化學(xué)反應(yīng)的中間態(tài)及相互匹配時(shí)能量的變化。

⑥NMR技術(shù)將進(jìn)一步深入生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的研究領(lǐng)域，研究生物細(xì)胞和活組織的各種生理過(guò)程的生物化學(xué)變化。

以上都是與溶液NMR研究有關(guān)的領(lǐng)域，近年來(lái)固體NMR研究的NMR成象（imaging）技術(shù)也取得了巨大的進(jìn)步，并在材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究方面繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。

磁共振指固體在恒定磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)同時(shí)作用下，當(dāng)恒定磁場(chǎng)與高頻磁場(chǎng)的頻率滿足一定條件時(shí)，該固體對(duì)高頻電磁場(chǎng)的共振吸收現(xiàn)象。

具有不同磁性的物質(zhì)在一定條件下都可能出現(xiàn)不同的磁共振。與電子磁性有關(guān)的主要有抗磁共振、順磁共振和鐵磁共振。

與核磁性有關(guān)的有核磁共振。各種磁共振既有共性又各有特性。其共性表現(xiàn)在基本原理和實(shí)驗(yàn)方法類似，而特性則表現(xiàn)在各種共振有其產(chǎn)生的特定條件和不同的微觀機(jī)制。

與電子有關(guān)的磁共振頻率都在微波頻段，而核磁共振頻率則在射頻頻段。

在電學(xué)中，振蕩電路的共振現(xiàn)象稱為“諧振”。

產(chǎn)生共振的重要條件之一，就是要有彈性，而且一件物體受外來(lái)的頻率作用時(shí)，它的頻率要與后者的頻率相同或基本相近。從總體上來(lái)看，這宇宙的大多數(shù)物質(zhì)是有彈性的，大到行星小到原子，幾乎都能以一個(gè)或多個(gè)固有頻率來(lái)振動(dòng)。

共振喇叭是最新創(chuàng)新的一款產(chǎn)品，市面上已經(jīng)極為流行。

共振音箱的出現(xiàn)，其宗旨就是打破傳統(tǒng)普通音箱音效的局限性。

因?yàn)槠胀ㄒ粝涞膫髀暿墙?jīng)過(guò)喇叭水平機(jī)械波傳遞達(dá)到音效效果的，且有一定的局限性；

共振音箱就不會(huì)這樣，共振箱可以以360°周率傳播。

特點(diǎn)：1、由于沒(méi)有箱體駐波，所以各種聲樂(lè)原汁原味足，各波段音質(zhì)極為優(yōu)秀！

2、一個(gè)2英寸共振喇叭能發(fā)出8英寸的長(zhǎng)波音質(zhì)。

3、一個(gè)2英寸共振喇叭可以做到全波1.7cm至17m！

波長(zhǎng)穿透性：

共振喇叭還有一種獨(dú)特的特有的——波長(zhǎng)穿透性！

就是說(shuō)共振音箱可以通過(guò)介質(zhì)面把音效穿過(guò)介質(zhì)，達(dá)到介質(zhì)的另一面也可以收聽(tīng)到樂(lè)曲。

也就是說(shuō)如果你把共振音箱安裝到房門或某些墻面上，你在這邊放樂(lè)曲，另一邊也可以同時(shí)和你一起共享悠揚(yáng)的意境。

規(guī)格參數(shù)：

Resonance speaker共振喇叭：JX-D44H21 4Ω3-20W 25φ 4FB C。

Impedance阻抗：4Ω。

Power功率：3-20W。

magnet磁鐵：25×2N40。

Distortion失真:5% less。

Must be normal at sine wave正弦波9V,無(wú)異常不良。

Load Test連續(xù)負(fù)荷：Must be normal after load test :pink noise 20W 48 hours，粉紅噪聲20W連續(xù)48小時(shí)試驗(yàn)后無(wú)異常的不良。

Dimensions口徑：44mm×全高21mm