生物大分子波谱学原理吴季辉**中国科学技术大学生命科学学院结构生物学开放实验室第二章核磁共振的理论描述量子力学基础密度算符脉冲及其算符描述核磁信号计算多自旋体系的描述相干乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉在多数核磁实验中，可采用弱偶合假定，此时用乘积算符能更方便地描述核磁体系的动力学过程强偶合条件下用乘积算符不方便I>½的核自旋用乘积算符也不方便乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉算符空间算符空间的基算符积算符空间中的演化公式单量子相干和可观测算符多量子相干相干转移和多量子相干的产生密度算符计算实例乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉算符空间算符空间的基算符积算符空间中的演化公式单量子相干和可观测算符多量子相干相干转移和多量子相干的产生密度算符计算实例乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉算符空间算符空间的基算符积算符空间中的演化公式单量子相干和可观测算符多量子相干相干转移和多量子相干的产生密度算符计算实例乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉自由进动生物大分子波谱学原理吴季辉生物大分子波谱学原理吴季辉自由进动生物大分子波谱学原理吴季辉自由进动生物大分子波谱学原理吴季辉脉冲乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉密度算符计算实例自旋回波生物大分子波谱学原理吴季辉自旋回波实际上是180度脉冲，前后有同样的延迟时间，这里分3种情况讨论：a单核体系b同核二核体系c异核二核体系密度算符计算实例自旋回波生物大分子波谱学原理吴季辉密度算符计算实例自旋回波生物大分子波谱学原理吴季辉对于化学位移的贡献，Delay与相应核的180脉冲交换时要变号t1t2t1-t2密度算符计算实例自旋回波生物大分子波谱学原理吴季辉密度算符计算实例自旋回波生物大分子波谱学原理吴季辉t1t2t3t1-t2t3对于J耦合的贡献，Delay与每个核的180脉冲交换时要变号密度算符计算实例INEPT脉冲序列生物大分子波谱学原理吴季辉密度算符计算实例INEPT脉冲序列生物大分子波谱学原理吴季辉生物大分子波谱学原理吴季辉相位循环生物大分子波谱学原理吴季辉梯度场脉冲(gradientpulse)在此起匀场破坏脉冲(homospoilpulse，HSP)的作用，使得所有横向磁化分量消除此处H2与C没有J耦合梯度场脉冲区分开H1与H2密度算符计算实例INEPT脉冲序列生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉算符空间算符空间的基算符积算符空间中的演化公式单量子相干和可观测算符多量子相干相干转移和多量子相干的产生密度算符计算实例单量子相干和可观测算符生物大分子波谱学原理吴季辉这里可观测算符指密度算符中对可观测的核磁信号有贡献的成分，它与单量子相干项有关生物大分子波谱学原理吴季辉单量子相干和可观测算符矩阵C=ABCij=AikBkj，对迹有贡献的项i=j即Cii=AikBki，若B中只有Bmn非零，则A中对迹有贡献的只有Anm生物大分子波谱学原理吴季辉单量子相干和可观测算符单量子相干和可观测算符生物大分子波谱学原理吴季辉单量子相干和可观测算符生物大分子波谱学原理吴季辉单量子相干和可观测算符生物大分子波谱学原理吴季辉单量子相干和可观测算符生物大分子波谱学原理吴季辉单量子相干和可观测算符生物大分子波谱学原理吴季辉单量子相干和可观测算符生物大分子波谱学原理吴季辉单量子相干和可观测算符生物大分子波谱学原理吴季辉Ix2IxSz形成单线但Ix2IySz不形成单线，因为两者的相位不同单量子相干和可观测算符生物大分子波谱学原理吴季辉单量子相干和可观测算符生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉算符空间算符空间的基算符积算符空间中的演化公式单量子相干和可观测算符多量子相干相干转移和多量子相干的产生密度算符计算实例多量子相干生物大分子波谱学原理吴季辉多量子相干生物大分子波谱学原理吴季辉多量子相干生物大分子波谱学原理吴季辉多量子相干生物大分子波谱学原理吴季辉多量子相干生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉算符空间算符空间的基算符积算符空间中的演化公式单量子相干和可观测算符多量子相干相干转移和多量子相干的产生密度算符计算实例相干转移和多量子相干的产生生物大分子波谱学原理吴季辉乘积算符生物大分子波谱学原理吴季辉算符空间算符空间的基算符积算符空间中的演化公式单量子相干和可观测算符多量子相干相干转移和多量子相干的产生密度算符计算实例密度算符计算实例重聚INEPT脉冲序列生物大分子波谱学原理吴季辉单独使用INEPT序列有个缺点：检测期S的信号为反相信号，反相信号能被观测到的前提是，IS间的J偶合在检测期必须存在，因此不能进行I核去偶为此可以在INEPT序列后插入一个延迟，让S反相磁化转化为同相磁化，由于样品中不同S核的化学位移可以不同，在此延迟中进动的频率也不同，导致的相位变化不同，故中间插入180度形成另一个回波序列。密度算符计算实例重聚INEPT脉冲序列生物大分子波谱学原理吴季辉密度算符计算实例重聚INEPT脉冲序列生物大分子波谱学原理吴季辉密度算符计算实例重聚INEPT脉冲序列生物大分子波谱学原理吴季辉密度算符计算实例重聚INEPT脉冲序列生物大分子波谱学原理吴季辉结论：重聚INEPT脉冲序列对CH，CH2，CH3有鉴别作用，可用于进行谱编辑
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