核磁共振波譜儀發(fā)展新趨勢

1 超導棱磁向更高場(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)超導核磁共振儀，如 UNITY 500，600MPIz、AMX 500，600 MHz及JNM LA 500，600 MHz在世界 各國已相當譜及 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)大型超導棱磁儀，其磁 場(chǎng)強度已高達17．6Tesla(泰斯拉)，現均 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，并已獲得ISO 9001質(zhì)量認證。目前， 已有INOVA(Varian)1000 MHz核磁共 振儀問(wèn)世。
高磁場(chǎng)超導揍磁儀既能太大提高譜 圖的信噪比( H核可達1050：1)，又能 解決生物大分子信號重疊的問(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 結椅、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 各種結構信息從擁擠的一條線(xiàn)或一十平 面擴展到立體空聞，從這個(gè)角度講，核磁 共振已成為研究太分子結構并與x光 衍射晶體結構分析相互補充的有力工 具。

2 計算機及相關(guān)的軟件系統 普遍改善 隨著(zhù)多維棱磷共振和微成像技術(shù) 在生物醫學(xué)中推廣應用，對棱磷共振儀 現代j蚪學(xué)倥暑1995 3 的計算機容量和速度等提出了更高的要 求 計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和在工業(yè)及 科研中的廣泛應用也為核磁共振儀計算 機的更新?lián)Q代提供了有利條件。
2．1 采用標準的通用計算機 制造商不僅選用容量大、計算速度 快的計算機作為主機，而且注意用工業(yè) 標準的璺號，兼容性強。如Bruker的^廣 vance系列用Aspect station作為主計 算機，標準配備了32MB RAM，IGB盤(pán) 和2GB DAT 驅動(dòng)裝置。JEOL 的 LAMBDA系列的主機為64位的SUN Microsystems的EWS，內存為64MB， 有ZGB硬盤(pán)，4GB的DAT Varian公司 的UNITY INOVA 系列用Motorola 68040作栗樣計算機，操作系統為宴時(shí) Vx Works，主機為SUN Microsystems 工作站，內存為64MB，ZGB硬盤(pán)，10GB 電子稱(chēng)| 熱像儀| 頻閃儀| 測高儀| 測距儀| 金屬探測器|
2．2 采用窗式菜單軟件 用戶(hù)很容易用鼠標器進(jìn)行各種操 作，具有直觀(guān)性強，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(hù)同時(shí)在不同終端機 上進(jìn)行各自的數據處理或繪圖操作等 2．4 由于采用了大客■高蘧運算的計 算機和DSP技術(shù)(擻字信號處理)，使得 一些新的宴9§技術(shù)秈數據處理方法得以 在NMR中應用 如LP(線(xiàn)性預測)，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(xiàn)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 對 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。 對于許多生物NMR實(shí)驗來(lái)講，重 要的是艟把巨大的水峰信號抑制掉。脈 沖梯度場(chǎng)實(shí)驗能夠取代對場(chǎng)均勻性要求 很高的預飽和法，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 轉等多種功能。Bruker設計了2．5mm 微量探頭，結構獨特、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)調諧探頭，在境間實(shí)驗 時(shí)該探頭系統可自動(dòng)調諧到 N， P，”F 或 H的最佳頻率
4．3 新超導材料探頭 Variar~公司用新型高溫超導材料 YBa CuO 制成的薄膜做成RF線(xiàn)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
5．1 增加射額道數目和鼉定性 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 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)和敷字信號處 理技術(shù) ／。一一 【摘要】末 如Bruker廣泛采用仝數字化技術(shù)t 提高了操作的速度、儀器的穩定性和抗 干擾能力，Varian公司的數字采樣系統 具有高速、靈活和準確等優(yōu)點(diǎn)。二家公司 均采用數字濾波以提高信噪比 Varian 公司的數字濾波器提供的最大譜寬為 500KHz。
5．3 采用模塊式結構 Bruker和Varian公司都采用模塊 式結構制造譜儀，這樣既便于維修或升 級，也易于按照用戶(hù)的要求設計譜儀 如 RF射頻單元，接收器單元等都有相對 的獨立性 可以分 維修或更新升級。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(hù)又可以根據

6 微成像和醫用譜儀 為了適應生物醫學(xué)研究的需要，各 公司相繼推出赦成像系統，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) 生化現象的圖譜，把活體內的病理現象 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。