核磁共振弛豫時(shí)間與什么有關(guān)
什么是弛豫時(shí)間?
弛豫時(shí)間,即達到熱動(dòng)平衡所需的時(shí)間。是動(dòng)力學(xué)系統的一種特征時(shí)間。系統的某種變量由暫態(tài)趨于某種定態(tài)所需要的時(shí)間。在統計力學(xué)和熱力學(xué)中,弛豫時(shí)間表示系統由不穩定定態(tài)趨于某穩定定態(tài)所需要的時(shí)間。
什么是核磁共振弛豫時(shí)間?
要了解核磁共振弛豫時(shí)間,首先了解一些核磁共振基本原理:核磁共振從字面意思可以理解為原子核在磁場(chǎng)中發(fā)生共振。一般核磁共振中的原子核是指氫原子核。磁是指磁場(chǎng)環(huán)境,在均衡穩定的磁場(chǎng)里面,氫原子核會(huì )有會(huì )以固定的頻率發(fā)生進(jìn)動(dòng),進(jìn)動(dòng)頻率與磁場(chǎng)強度成正比。共振是指外加頻率與氫原子核在磁場(chǎng)中的固有頻率相等時(shí),氫原子核吸收能量發(fā)生核磁共振。
核磁共振發(fā)生的過(guò)程,其實(shí)是原子核吸收射頻能量的過(guò)程,當射頻脈沖關(guān)閉后,吸收能量的原子核會(huì )釋放吸收的能量,經(jīng)過(guò)一定的弛豫過(guò)程,隨著(zhù)時(shí)間的推移,最終恢復到平衡狀態(tài)。原子核釋放能量所需要的時(shí)間就對應核磁共振弛豫時(shí)間。
核磁共振弛豫時(shí)間有兩種即T1和T2
T1為縱向馳豫時(shí)間,縱向磁化強度恢復的時(shí)間常數T1稱(chēng)為縱向弛豫時(shí)間(又稱(chēng)自旋-晶格弛豫時(shí)間)。
t2為橫向弛豫時(shí)間,橫向磁化強度消失的時(shí)間常數T2稱(chēng)為橫向弛豫時(shí)間(又稱(chēng)自旋-自旋弛豫時(shí)間)。
核磁共振弛豫時(shí)間與什么有關(guān):
核磁共振弛豫時(shí)間T1:
弛豫過(guò)程是能量釋放的過(guò)程,T1弛豫中能量釋放到哪里了呢?其名字告訴我們答案,spin-lattice,自旋晶格,晶格相當于指與H原子排列在一起組成的晶格,所以,能量釋放到周?chē)木Ц裰?。T1弛豫與周?chē)肿拥倪\動(dòng)息息相關(guān)。T1可以研究慢速分子運動(dòng),例如金屬離子的螯合狀態(tài)、蛋白質(zhì)聚集、多孔材料表面動(dòng)力學(xué)等等。
核磁共振弛豫時(shí)間T2;
T2,自旋-自旋弛豫。歸納起來(lái)就是因為各個(gè)H質(zhì)子的拉莫爾頻率(或者說(shuō)相位)不盡相同,當撤去射頻脈沖后,質(zhì)子由聚到散的過(guò)程。
影響核磁共振弛豫時(shí)間T2的因素:
1.內部因素
分子運動(dòng):分子運動(dòng)越慢,T2越??;例如冰和固體;
分子尺寸:分子尺寸越大,T2越??;例如食品中淀粉等大分子的弛豫時(shí)間比水和油脂短得多。
分子結合狀態(tài):結合越緊密,T2越??;食品中水的多層結構理論。
2. 外部因素
磁場(chǎng)不均勻:千萬(wàn)不要小看這個(gè)因素,磁場(chǎng)不均勻會(huì )加速散相過(guò)程(使得H質(zhì)子之間的差異更大),從而測得的T2比實(shí)際的T2衰減的快的多的多。
影響核磁共振弛豫時(shí)間T1與T2的關(guān)系: