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怎样理解核磁共振弛豫时间
点击次数:133 发布时间:2022-12-09

怎样理解核磁共振弛豫时间

什么是弛豫时间?

弛豫时间,即达到热动平衡所需的时间。是动力学系统的一种特征时间。系统的某种变量由暂态趋于某种定态所需要的时间。在统计力学和热力学中,弛豫时间表示系统由不稳定定态趋于某稳定定态所需要的时间。

什么是核磁共振弛豫时间?

要了解核磁共振弛豫时间,首先了解一些核磁共振基本原理:核磁共振从字面意思可以理解为原子核在磁场中发生共振。一般核磁共振中的原子核是指氢原子核。磁是指磁场环境,在均衡稳定的磁场里面,氢原子核会有会以固定的频率发生进动,进动频率与磁场强度成正比。共振是指外加频率与氢原子核在磁场中的固有频率相等时,氢原子核吸收能量发生核磁共振。

怎样理解核磁共振弛豫时间

核磁共振发生的过程,其实是原子核吸收射频能量的过程,当射频脉冲关闭后,吸收能量的原子核会释放吸收的能量,经过一定的弛豫过程,随着时间的推移,最终恢复到平衡状态。原子核释放能量所需要的时间就对应核磁共振弛豫时间。

核磁共振弛豫时间有两种即T1和T2

T1为纵向驰豫时间,纵向磁化强度恢复的时间常数T1称为纵向弛豫时间(又称自旋-晶格弛豫时间)。

怎样理解核磁共振弛豫时间

t2为横向弛豫时间,横向磁化强度消失的时间常数T2称为横向弛豫时间(又称自旋-自旋弛豫时间)。

怎样理解核磁共振弛豫时间

影响核磁共振弛豫时间的因素:

核磁共振弛豫时间T1:

弛豫过程是能量释放的过程,T1弛豫中能量释放到哪里了呢?其名字告诉我们答案,spin-lattice,自旋晶格,晶格相当于指与H原子排列在一起组成的晶格,所以,能量释放到周围的晶格中。T1弛豫与周围分子的运动息息相关。T1可以研究慢速分子运动,例如金属离子的螯合状态、蛋白质聚集、多孔材料表面动力学等等。

核磁共振弛豫时间T2;

T2,自旋-自旋弛豫。归纳起来就是因为各个H质子的拉莫尔频率(或者说相位)不尽相同,当撤去射频脉冲后,质子由聚到散的过程。

影响核磁共振弛豫时间T2的因素:

1.内部因素

分子运动:分子运动越慢,T2越小;例如冰和固体;

分子尺寸:分子尺寸越大,T2越小;例如食品中淀粉等大分子的弛豫时间比水和油脂短得多。

分子结合状态:结合越紧密,T2越小;食品中水的多层结构理论

2. 外部因素

磁场不均匀:千万不要小看这个因素,磁场不均匀会加速散相过程(使得H质子之间的差异更大),从而测得的T2比实际的T2衰减的快的多的多。

核磁共振弛豫时间T1与T2的关系图:

怎样理解核磁共振弛豫时间

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