中国现代教育装备
中华人民共和国教育部主管 中国高等教育学会主办
刊号:CN11-4994/T(国内) ISSN1672-1438(国际)
中国期刊全文数据库 中文科技期刊数据库
中国核心期刊遴选数据库
首页 杂志简介 杂志目录 期刊封面 推荐阅读 顾问专家 投稿须知 投稿查询 订阅须知 广告业务
您当前的位置:中国现代教育装备 >> 首页 >> 实验室建设
高教 普教
总429期 总427期 总425期
总423期 总421期 总419期
总417期 总415期 总413期
总411期 总409期 总407期
 装备时空 更多>>
第33届北京教育装备展示会暨北京教育装备论坛胜利闭幕
 编务说明 更多>>
 实验室建设  
新型脉冲核磁共振实验的教学实践研究
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2021-11-22 9:21:16
  [导读]采用新型脉冲核磁共振实验仪对核磁共振实验进行了教学实践研究,利用自由感应衰减信号(FID信号)测得几种物质的表观横向弛豫时间,利用自旋回波信号(SE信号)测得几种物质的横向弛豫时间。对不同浓度的硫酸铜溶液的横向弛豫时间进行测量,并讨论了弛豫时间随浓度变化的原因。实验研究结果表明自旋回波信号能相对准确地测出物质的横向弛豫时间,且弛豫时间与浓度大小成反比。

  由于核磁共振的方法和技术可以深入物质内部而不破坏样品,并且具有迅速、准确、分辨率高等优点[1],自被发现以来便得到迅速发展和广泛应用,现今已从物理学渗透到化学、生物、地质、医疗以及材料等学科[2],在科研和生产中发挥了巨大的作用。脉冲核磁共振与连续波核磁共振不同,相比连续波核磁共振,脉冲核磁共振能观察到原子核共振现象的范围更大,能接收到的信号幅值范围更广。因此,脉冲核磁共振技术如今几乎已取代了连续波核磁共振技术,这体现了近年来核磁共振技术的卓越发展。

  核磁共振实验是物理专业重要的实验之一。脉冲核磁共振采用的方法是将射频场作用在原子核群上,观察原子核群在脉冲影响下的反应,并利用快速傅里叶变换(FFT)技术将时域信号变换成频域信号,这个过程就像多个单频连续波核磁共振波谱仪在同时进行激励,所以能在更大的范围内观察到核磁共振现象。FD-PNMR-C型脉冲核磁共振实验仪是改进后的新型仪器,主要由恒温箱体(内装磁铁及恒温装置)、射频发射主机(包含调场电源)、射频接收主机(内含匀场电源及恒温显示)三大部分组成。恒温箱体中的永磁铁需要通过恒温装置预热,仪器运用了PID恒温控制系统,使永磁铁的温度能够保持在36.5℃左右不变,开机即可进行实验。本文介绍脉冲核磁共振实验实践教学中的一些关键内容,总结出适合实践技能教学的方法,有效提高学生的实践动手和分析能力,保证人才培养质量[3]。

  1 自由感应衰减信号测表观横向弛豫时间

  2 自旋回波法测横向弛豫时间

  3 结语

  本实验采用脉冲核磁共振实验仪,利用自由感应衰减信号(FID信号)测得几种物质的表观横向弛豫时间,利用自旋回波信号(SE信号)测得几种物质的横向弛豫时间,又利用自旋回波法比较了几种不同浓度硫酸铜溶液的弛豫时间。从实验研究得出以下结论:

  第一,新型FD-PNMR-C型脉冲核磁共振实验仪能清晰地显示自由感应衰减信号与自旋回波信号,测得的各种物质弛豫时间结果相比旧仪器更为稳定。

  第二,同一种溶液的弛豫时间会随其浓度变化而发生变化,是由于不同浓度的溶液中待测原子核会受周围其他原子核的相互作用与质量大小的影响,且弛豫时间与浓度大小成反比。

  实验中运用的脉冲核磁共振仪的优势是其测量的信号更为精准,能够得到更准确的实验数据。此次实验结果也反映了核磁共振技术的愈加成熟,将本实验所得结论运用在更多方面,可以解决更多问题。

  参考文献

  [1] 林君.核磁共振找水技术的研究现状与发展趋势[J].地球物学进展,2010,25(2):681-691.

  [2] 杨正汉,王霄英,冯逢.磁共振成像技术指南:检查规范、临床策略及新技术应用[M].北京:人民军医出版社,2010:55-65.

  [3] 李小霞,刘碧俊.能力进阶式技能训练教学设计[J].中国现代教育装备,2020(1):106-108.

  [4] 甘泉,曹国平,王骏,等.脉冲核磁共振成像实验仪原理及其应用[J].医疗卫生装备,2010,31(8):111-114.

  [5] 臧充之,彭培芝,张洁天,等.核磁共振成像教学实验[J].物理实验,2004,24(8):3-7.

  [6] 张欣贺.脉冲核磁共振成像实验仪原理及其应用[J].中国卫生产业,2015(20):91-93.

  [7] 廖红波,张仲秋,方旭强,等.核磁共振实验教学内容的重组与优化[J].物理实验,2006,30(7):40-43.

  [8] 牟红梅,何建强,邢建军,等.小麦灌浆过程籽粒水分变化的核磁共振检测[J].农业工程学报,2016,32(8):98-102.

  [9] 蒋莹莹,张洁天,吕斯骅.核磁共振成像系列实验教学探讨[J].物理实验,2007,27(1):20-23.

郝世明 王晓飞 河南科技大学物理工程学院


本网版权声明:
凡本刊本网发布的所有文字作品,版权均属于《中国现代教育装备》杂志(www.zgxdjyzb.com),未经本刊本网授权不得转载、摘编、伪原创或利用其它方式使用。违者本刊本网将追究相关法律责任。
凡本刊本网发布的照片、视频,属本刊本网原创或已获作者本人授权。未经授权,擅自使用者,本刊本网及相关权益人将追究其相关法律责任。
关于我们 | 期刊导读 | 顾问专家 | 法律声明 | 广告业务

Copyright(C) 《中国现代教育装备》杂志社有限责任公司 版权所有 
地址:北京市海淀区学院路35号世宁大厦一层108室(100191)
高教邮箱:cn11_4994@263.net
基教邮箱:cn11_4994@163.com
电话:010-82098610

中国现代教育装备微信公众号二维码