脉冲核磁共振弛豫时间的测量

彭欢 06300190071 指导老师 俞熹

基本原理宏观磁化矢量以主磁场B0为轴进动， 同时在射频场B1作用下章动 进动频率(拉莫尔频率):

0 B0共振条件： 射频场频率等于拉莫尔频率

弛豫时间： 纵向弛豫——自旋-晶格弛豫 横向弛豫——自旋-自旋弛豫

M z -M 0 dM z dt T1 dM x Mx dt T2 dM y dt My T2

弛豫过程M满足Bloch方程：

纵向弛豫T1 反转恢复法：施加(180°—t—90°)脉冲序列 初始条件为： t=0时，Mz=-M0 Mz随时间关系式为： t

M z M 0 (1 2e )T1

饱和恢复法：施加(90°—t—90°)脉冲序列 初始条件为：t=0时，Mz=0 Mz随时间关系式为： t

M z M 0 (1 e

T1

)

CPMG序列测量T2: 施加(90°—t—180°—2t—180°—2t……)脉冲序 列 初始条件为：t=0时，My= My0 My随时间关系式为：

M y M y 0e

t T2

实验结果0.37g芝麻油纵向弛豫时间T1

T1/ms

反转恢复法 153.4

饱和恢复法 98.3

误差原因： (1)90°和180°脉冲的宽度测定不准，造成初条不准 (2)采集信号是FID信号中有一较大的直流部分，叠加 后不能完全抵消

用CPMG序列测量横向弛豫时间T2: 取4组C1进行测量(C1表示180°脉冲个数，即产 生的回波数)

C1 T2/ms

40 64 80 100 109.87 115.87 117.96 117.60

不同浓度CuSO4溶液对弛豫时间的影响CuSO4浓度 /mol*L-1 0(纯水) 0.0054 0.012 0.020 T1/ms 1588.0 226.9 164.4 61.7 T2/ms 1827.79 151.95 111.01 44.46 0.00441 0.00608 0.01621 0.00658 0.00901 0.02249 T1-1/ms-1 T2-1/ms-1

0.0740.108

16.812.0

12.968.10

0.059520.08333

0.077160.12346

CuSO4的加入对纯水的弛豫时间影响很显著 弛豫时间的倒数和CuSO4溶液浓度基本上是 成线性关系

Cu2+是顺磁离子，具有电子磁矩。 而一般核磁矩大3个数量级，因此 在样品中只有少量的Cu2+,它附 近的局部场就大大地增强，使得 T1和T2大大减小

结论(1)弛豫过程满足Bloch方程(即方程组(1)),按 照指数形式进行的

(2)顺磁离子对弛豫时间有显著的影响 弛豫时间还和CuSO4溶液浓度成反比例关系

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