核(he)磁共振波譜(pu)儀的(de)磁(ci)場(chang)強度(du)對(dui)分(fen)析結果(guo)有(you)哪些(xie)影(ying)響(xiang)？

更(geng)新(xin)時(shi)間(jian)：2025-12-10 點(dian)擊次(ci)數(shu)：225

磁場(chang)強度(du)是(shi)核磁(ci)共振（NMR）波譜(pu)儀的(de)核(he)心(xin)參數，直(zhi)接(jie)決定(ding)分析(xi)結果的(de)分(fen)辨(bian)率(lv)、靈敏度(du)、測試效率(lv)和(he)可(ke)分析(xi)核(he)種(zhong)範圍(wei)，對(dui)有(you)機結構解析(xi)、定量分析等(deng)應(ying)用起到(dao)關(guan)鍵影響(xiang)。以下是具(ju)體(ti)影(ying)響(xiang)維(wei)度的(de)詳(xiang)細(xi)闡述：

對(dui)分(fen)辨率(lv)的(de)影(ying)響(xiang)

分(fen)辨率(lv)是指 NMR 譜(pu)圖(tu)中(zhong)相(xiang)鄰峰的(de)分(fen)離能力(li)，決定能否(fou)區(qu)分(fen)化學(xue)環境(jing)相近(jin)的(de)原子核，是(shi)結(jie)構解析(xi)的(de)核(he)心(xin)指標(biao)。
- 磁場(chang)強度(du)越高，化學(xue)位移(yi)的(de)分(fen)散度(du)越大。不(bu)同化學(xue)環境(jing)的(de)同(tong)種(zhong)核（如(ru) ¹H、¹³C）在(zai)高(gao)場(chang)下的(de)共(gong)振頻(pin)率(lv)差(cha)異會(hui)成(cheng)比(bi)例(li)放(fang)大，原本在(zai)低(di)場(chang)中重(zhong)疊的(de)峰能有(you)效分離。例如(ru)，復雜有機分子(zi)中(zhong)的(de)甲(jia)基、亞(ya)甲(jia)基質(zhi)子峰，在 60 MHz（低(di)場(chang)）下可(ke)能融(rong)合成(cheng)寬峰，而在 400 MHz（高(gao)場(chang)）下可(ke)清(qing)晰拆(chai)分(fen)為多(duo)個(ge)獨(du)立峰。
- 高場(chang)儀器(qi)的(de)磁(ci)場(chang)均勻性控制更(geng)精準(zhun)，能進(jin)壹步(bu)降低(di)峰的(de)半高(gao)寬，提(ti)升分(fen)辨率(lv)。臺式(shi) NMR 多(duo)采(cai)用 0.5–2 T 永磁(ci)體(ti)（對(dui)應(ying) ¹H 共振頻(pin)率(lv) 20–80 MHz），分辨(bian)率(lv)通常(chang)在 1–10 Hz；超(chao)導高場(chang) NMR 可(ke)達(da) 9.4 T（400 MHz）以上(shang)，分辨(bian)率(lv)可(ke)優於(yu) 0.1 Hz。
對(dui)靈(ling)敏度(du)的(de)影(ying)響(xiang)

靈(ling)敏度(du)決定(ding)儀器(qi)檢(jian)測微量樣品(pin)、弱信(xin)號核種(zhong)的(de)能力(li)，直接(jie)關(guan)聯(lian)測試下限和(he)數據(ju)信(xin)噪(zao)比(bi)。
- 靈敏度(du)與磁場(chang)強度(du)的(de)三(san)次(ci)方成正(zheng)比（理(li)論(lun)上(shang)）。高場(chang)下，處於(yu)高(gao)能態和(he)低(di)能態的(de)核(he)自(zi)旋(xuan)粒子(zi)數(shu)差(cha)值更(geng)大，激發(fa)後產(chan)生(sheng)的(de)回(hui)波信(xin)號更(geng)強；同(tong)時(shi)，高場(chang)射頻(pin)系統(tong)的(de)匹(pi)配(pei)度更(geng)高(gao)，信(xin)號接(jie)收效(xiao)率(lv)提(ti)升。
- 對(dui)於(yu)天然豐度(du)低(di)、旋(xuan)磁(ci)比小的(de)核(he)種(zhong)（如 ¹³C、¹⁵N），高(gao)場(chang)優勢(shi)尤為明顯。例如(ru)，¹³C 的(de)天然豐度(du)僅 1.1%，在低(di)場(chang)臺式(shi) NMR 中(zhong)需(xu)長(chang)時間(jian)累(lei)加才(cai)能獲得可(ke)識(shi)別(bie)譜(pu)圖(tu)，而(er)在(zai) 400 MHz 以上(shang)高場(chang)儀器(qi)中，測試時間(jian)可(ke)縮(suo)短至原來的(de) 1/10–1/20，且(qie)信(xin)噪(zao)比(bi)顯著提(ti)高。
對(dui)測試效率(lv)與功能拓(tuo)展的(de)影(ying)響(xiang)
- 測試速(su)度：高(gao)場(chang)儀器(qi)可(ke)在更(geng)短時(shi)間(jian)內(nei)獲得高(gao)質(zhi)量譜(pu)圖(tu)。對(dui)於(yu)需(xu)要(yao)多(duo)次(ci)累(lei)加的(de)弱信(xin)號測試，高場(chang)下的(de)累(lei)加次(ci)數可(ke)大幅(fu)減少(shao)，提(ti)升樣(yang)品(pin)檢(jian)測通量。
- 多(duo)維(wei)核磁實(shi)驗可(ke)行性：二(er)維(wei)及多(duo)維(wei) NMR（如 ¹H-¹H COSY、¹H-¹³C HSQC）是解析(xi)復雜分子結構的(de)關(guan)鍵手(shou)段，這(zhe)類(lei)實驗(yan)對(dui)信(xin)號強度(du)和(he)分辨(bian)率(lv)要(yao)求極高。低(di)場(chang)臺式(shi) NMR 受(shou)限於(yu)靈(ling)敏度(du)和(he)分辨(bian)率(lv)，僅能完(wan)成(cheng)簡單壹維(wei)實驗；而(er)高場(chang)儀器(qi)可(ke)順利(li)開展(zhan)多(duo)維(wei)實驗，實(shi)現碳(tan) - 氫(qing)、氫 - 氫關(guan)聯(lian)分析(xi)，明確(que)原子間(jian)的(de)連(lian)接(jie)方式(shi)。
對(dui)可(ke)分析(xi)核(he)種(zhong)範圍(wei)的(de)影(ying)響(xiang)

不(bu)同核(he)種(zhong)的(de)共(gong)振頻(pin)率(lv)由磁(ci)場(chang)強度(du)和(he)自(zi)身(shen)旋(xuan)磁(ci)比共同(tong)決(jue)定，高(gao)場(chang)儀器(qi)可(ke)覆(fu)蓋(gai)更(geng)多(duo)類(lei)型的(de)核(he)種(zhong)分析(xi)。
- 低(di)場(chang)臺式(shi) NMR（如(ru) 20–80 MHz）通(tong)常(chang)僅能高(gao)效檢(jian)測 ¹H、¹⁹F 等(deng)旋(xuan)磁(ci)比較大的(de)核(he)種(zhong)；
- 高場(chang)儀器(qi)（如 400–900 MHz）可(ke)拓(tuo)展至 ¹³C、¹⁵N、³¹P、²⁹Si 等(deng)核種(zhong)，滿(man)足(zu)材(cai)料(liao)科學(xue)、藥物(wu)研(yan)發(fa)中對(dui)雜原子的(de)分(fen)析(xi)需求。例(li)如，在(zai)高(gao)分子材(cai)料(liao)研究中(zhong)，高(gao)場(chang) NMR 可(ke)檢(jian)測 ²⁹Si 信(xin)號，分析矽氧烷(wan)的(de)結(jie)構；在藥物(wu)代(dai)謝(xie)研(yan)究(jiu)中(zhong)，可(ke)追蹤(zong) ¹⁵N 標記的(de)藥物(wu)分(fen)子。
對(dui)定(ding)量分析(xi)的(de)影(ying)響(xiang)

NMR 定(ding)量分析的(de)核(he)心(xin)依據是(shi)峰面(mian)積與核子數成(cheng)正(zheng)比(bi)，磁場(chang)強度(du)對(dui)定(ding)量準(zhun)確(que)性的(de)影(ying)響(xiang)主(zhu)要(yao)體(ti)現(xian)在峰的(de)分(fen)離度和(he)信(xin)噪(zao)比(bi)上。
- 低(di)場(chang)下重疊峰的(de)峰面(mian)積難(nan)以準(zhun)確(que)積分，會(hui)導(dao)致(zhi)定(ding)量(liang)誤(wu)差(cha)；高場(chang)下峰分離度提(ti)升，積(ji)分結(jie)果更(geng)精準(zhun)，可(ke)實現(xian)微(wei)量(liang)雜質(zhi)（如藥物(wu)中(zhong)的(de)殘(can)留溶(rong)劑）的(de)準(zhun)確(que)定量。
- 高場(chang)的(de)高(gao)靈(ling)敏度(du)可(ke)降低(di)樣(yang)品(pin)用量，對(dui)於(yu)珍貴(gui)樣(yang)品(pin)（如(ru)天然產(chan)物(wu)提(ti)取物(wu)、高(gao)純度藥物(wu)）的(de)定(ding)量(liang)分析更(geng)具(ju)優(you)勢(shi)。

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