Научные основы методов низкочастотной релаксационной ЯМР-интроскопии

• Автор: Андреев, Николай Кузьмич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 363 с. : ил.

Глава 1. Тепловые движения и спин-решеточная релаксация координированных групп атомов в кристаллических аминокислотах
1Л. Спин-решеточная релаксация, обусловленная модуляцией диполь-дипольных взаимодействий ядерных спинов тепловыми движениями

молекул и их фрагментов

1ЛЛ. Гамильтониан системы

1.1.2. Матрица плотности. Функции корреляции

1.1.3. Характер поворотного движения молекул и магнитная релаксация ядер в твердых телах

1.1.4. Межмолекулярные вклады в релаксацию

1.1.5. Эффекты кросс-корреляций в спин-решеточной

релаксации трехспиновых систем

1.2. Подготовка образцов и методика измерений

1.2.1. Исследованные молекулярные кристаллы

1.2.2. Выращивание монокристаллов
1.2.3. Установка кристаллов
1.2.4. Методика эксперимента и ошибки измерения
1.3. Экспериментальные результаты
1.3.1. Релаксация в сульфаминовой кислоте
1.3.1.1. Обсуждение
1.3.1.2. Неэкспоненциалыюсть релаксации во вращающейся системе координат
1.3.2. Анизотропия релаксации в глицине
1.3.3. Релаксация в аланине
1.3.4. Релаксация в валине

1.3.5. Характер движения и магнитная релаксация ядер в кристаллическом Ь-фенилаланине
1.3.6. Межмолекулярная спиновая диффузия
1.3.6.1. Ь-цистеин
1.3.6.2. Ь-метионин
1.3.7. Анализ итогов исследования эффектов кросс-корреляций и спиновой диффузии
Глава 2. Магнитная релаксация протонов воды, адсорбированной на поверхности непористых дисперсных минералов
2.1. Общая характеристика исследованных дисперсных минералов
2.1.1. Строение гидратного покрова аэросила
2.1.2. Структура и некоторые физические свойства каолинитов
2.2. Методика приготовления образцов дисперсных минералов
2.3. Модели релаксации адсорбированной жидкости
2.3.1. Спин-спиновая релаксация
2.3.2. Спин-решеточная релаксация
2.3.3. Связь термодинамических и релаксационных
параметров адсорбированной жидкости
2.4. Зависимость релаксации от содержания воды, адсорбированной на аэросиле
2.4.1. Определение концентрации первичных центров адсорбции
2.4.2. Система аэросил-вода. Зависимость релаксации
от содержания и вида парамагнитной примеси
2.4.2.1. Влияние парамагнитных примесей на ядерную магнитную релаксацию в растворах. Теория
2.4.2.2. Влияние парамагнитных примесей на ядерную магнитную релаксацию адсорбированной жидкости. Теория
2.4.2.3. Система аэросил - вода - парамагнитные примеси
Обсуждение, а) Влияние примеси окиси железа

б) Влияние примесей в ионной форме
2.4.3. Магнитная релаксация протонов воды, адсорбированных на
поверхности каолинита
2.5. Роль воды в биологических системах
2.5.1. Спин-решеточная релаксация
2.5.2. Спин-спиновая релаксация
Глава 3. Некоторые методики получения ядерно-магнитно-резонансных изображений
Введение. Принципы интроскопии ядерного магнитного резонанса
3.1. ЯМР-интроскопия в умеренных и слабых полях
3.1.1. Умеренные и слабые поля
3.1.2. Напряженность магнитного поля и качество изображения
3.1.3. Влияние времен релаксации
3.1.4. Контраст
3.1.5. Факторы, влияющие на стратегию сбора информации
3.1.6. Стратегия сбора данных
3.1.7. Искажения
3.1.8. Факторы, обусловленные технологией
3.1.9. Технологические и экономические факторы, состояние рынка
3.1.10. Ограничения при внедрении и стоимость
3.2. Динамика спинов в импульсных методах получения изображений
3.2.1. Влияние формы модуляции градиентов магнитного поля
на профиль слоя
3.2.2. Форма радиочастотного импульса и селективное возбуждение
3.3. Влияние нестабильностей магнитного поля на качество
ЯМР-изображений
Глава 4. Импульсные последовательности для усиления Тх
7j Т2 - контраста в ЯМР-интроскопии
линии, в то время как для Р = 0° она вначале круто спадает вниз, а затем выходит на плато при М2 = (1 / 3)Мд. По мере замедления движения кривые ^#з( /) постепенно выпрямляются, и при соотс>:>1 ход релаксации можно приближенно аппроксимировать единственной экспонентой.
Время релаксации в этом случае удобно измерять нуль-методом и использовать эффективное время релаксации Те. График зависимости Те от а>охс представляет из себя Г-образную кривую, только минимум ее достигается не при о отс = 0,6158, как в теории БПП, а при условии
и в 1,4 раза больше времени, определяемого по формуле (1.1.5.5).
Первое экспериментальное доказательство наличия эффектов кросс-корреля-ций в твердых телах было представлено Баудом и Хаббардом [80] в 1968 году. Измерения спин-решеточной релаксации протонов в твердом ацетонитриле СНзСИ и его твердых растворах в СОзСЫ с отношением концентраций 1:6 и 1:10 показали, что релаксация идет, в общем, в соответствии с предсказаниями теории. Разбавление концентрации протонов в образцах приводило к усилению неэкспоненциальности релаксации. Неэкспоненциальное восстановление намагниченности, обусловленное кросс-корреляционными эффектами, наблюдалось также в твердом аммиаке [81] и твердом метане при температуре выше 20 К [82].
©0хс~ 0>68
(1.1.5.14)
Время релаксации Те в минимуме равно
(1.1.5.16)