Practical Nuclear Magnetic Resonance Relaxation for Chemists pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Bakhmutov, Vladimir I.

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2005-1

价格:1832.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780470094457

丛书系列:

图书标签:

• 核磁共振
• 弛豫
• 化学
• 谱学
• 分子动力学
• 高分子
• 界面化学
• 溶液NMR
• 固体NMR
• 结构分析

深入探索先进核磁共振技术：超越弛豫的化学维度 本书名： Advanced Nuclear Magnetic Resonance: Spectroscopic Tools for Modern Chemical Analysis 作者： 艾略特·温特斯 (Elliot Winters) 出版社： 普林斯顿大学出版社 (Princeton University Press) 出版年份： 2024 --- 图书简介： 《高级核磁共振：现代化学分析的光谱工具》 是一本旨在为化学家、生物物理学家以及材料科学家提供全面、深入的核磁共振（NMR）技术指导的专著。本书的焦点在于超越基础的弛豫机制（如 $T_1$ 和 $T_2$ 动力学），而是深入探讨如何运用和优化现代NMR脉冲序列、多维谱学方法以及先进的仪器配置，以解决当前化学和材料科学中最具挑战性的结构、动力学和相互作用问题。 本书结构清晰，循序渐进，从对NMR基本原理的快速回顾开始，迅速过渡到核心的、面向应用的先进技术。全书共分为六大部分，内容涵盖了从高分辨率溶液态NMR到固态NMR的广阔领域，并特别强调了如何利用这些技术来解析复杂体系。 第一部分：高场强NMR与仪器优化 本部分聚焦于现代高场强NMR仪器的性能优化和信号采集的精细控制。详细阐述了超导磁体的稳定性和均匀性对谱线质量的决定性影响，并介绍了先进的射频（RF）脉冲整形技术，如复合脉冲和微波分束技术（BBS），这些技术对于实现精确的自旋操作和最小化射频场不均匀性引起的误差至关重要。讨论了探头技术的发展，包括超导线圈探头（Cryoprobes）的设计原理、热噪声的抑制机制，以及如何根据特定核素（如 ${}^{13} ext{C}$, ${}^{15} ext{N}$, ${}^{31} ext{P}$ 等）选择最优化的线圈几何形状和匹配电路，以最大化信噪比（SNR）。此外，对固态NMR中Magic Angle Spinning (MAS) 技术进行了深入探讨，包括高速MAS带来的线形展宽效应、线形校正方法，以及非旋转样品中魔角偏移的精确调整。 第二部分：多维与间接维度谱学 本部分是本书的核心，详细介绍了如何构建和解释复杂的多维NMR实验。内容涵盖了标准的二维实验（如 COSY, TOCSY, HSQC, HMBC）的脉冲序列设计，并重点分析了三维和四维实验的设计哲学——如何通过引入间接维度来解析高密度谱图中的重叠信号。重点讨论了时间-对称性（Time-Reversal）和相位锁定（Phase Locking）策略在提高谱图分辨率和减少伪影方面的应用。此外，本书还深入分析了非标准耦合实验，例如用于确定分子间相互作用的Rotating-frame Relaxation (Rotor-edited) 实验，以及如何通过优化退耦方案（如GARP或MLEV-17）来提升谱图的清晰度。 第三部分：化学交换与分子动力学研究 本部分摒弃了静态弛豫率的讨论，转而聚焦于如何利用NMR来定量描述分子运动和化学反应速率。详细介绍了化学交换（Chemical Exchange）现象的理论基础，包括从快交换到慢交换过程的NMR特征表现。核心内容集中在适用于不同时间尺度的实验技术：例如，使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) 序列的线形分析来探测微秒到毫秒尺度的运动；以及利用Saturation Transfer Difference (STD) 和 Relaxation-Optimized Difference (ROD) 实验来研究快速可逆反应的动力学参数。对于固态体系，详细阐述了线形展宽与运动轴向相关的研究方法，以及使用线形拟合技术来推导分子构象变化的速度常数。 第四部分：结构解析与远程相互作用 本部分着重于利用NMR来测定远距离结构信息，特别是针对蛋白质、核酸等大分子体系。重点介绍了基于核 Overhauser 效应（NOE）的距离测定技术。详细解析了脉冲场梯度（PFG）技术在扩散有序谱（DOSY）中的应用，该技术被用于分离混合物组分并测定它们的有效扩散系数，从而推断分子大小和构象柔性。对于固态NMR，本书详细介绍了偶极耦合的量化，特别是如何使用交叉极化（CP）和非交叉极化（INEPT/SPIN ECHO）策略来获取不同距离上的连接信息。内容包括如何设计专门的脉冲序列（如 Dipolar Assisted Correlated Spectroscopy, DACS）来精确量化长程偶极耦合，这对于构建复杂分子骨架的精确三维模型至关重要。 第五部分：异核与非传统核素谱学 本部分将视角扩展到传统 ${}^1 ext{H}$ NMR之外的领域，探讨了复杂体系中少核（如 ${}^{19} ext{F}$, ${}^{31} ext{P}$, ${}^{29} ext{Si}$）的应用。重点在于克服这些核素的低自然丰度、高化学位移范围和高敏感度差异所带来的实验挑战。详细介绍了如何设计专门的射频脉冲和退耦方案来有效地进行异核转移（如 ${}^1 ext{H}$ 到 ${}^{19} ext{F}$ 的 HSQC）。此外，本书还深入讨论了对稀有、重原子核（如 ${}^{119} ext{Sn}$ 或 ${}^{183} ext{W}$）进行谱学研究的最佳实践，包括如何通过 ${}^1 ext{H}$ 增强技术（如 Inverse Gated Decoupling 和 DEPT 变体）来提高这些核素的检测灵敏度。 第六部分：数据处理、模拟与可视化 最后一部分关注于现代NMR数据的分析和解释。本书不局限于基础的傅里叶变换，而是深入探讨了先进的谱线反卷积技术，如Maximum Entropy Method (MEM) 和 Maximum Likelihood (ML) 算法，以提高信噪比和分辨率。对于动力学数据，详细介绍了如何使用非线性回归软件对实验采集的弛豫曲线或交换数据进行拟合，从而提取出精确的速率常数和激活能。最后，本书提供了一套完整的指导方针，用于使用定制脚本（如在 Python 或 MATLAB 环境中）对复杂的多维数据进行可视化和三维结构建模的后处理流程，确保读者能够从原始数据高效地转化为有意义的化学结论。 《高级核磁共振：现代化学分析的光谱工具》 是一本面向实践、技术驱动的参考书，它假设读者已经掌握了基础的NMR理论，致力于将他们提升到能够熟练设计、执行和解释尖端NMR实验的专业水平。本书的丰富实例和详细的序列参数讨论，使其成为当代化学研究人员手中不可或缺的工具书。

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