用于化学材料成份检测的核磁共振成像方法
【专利摘要】本发明是一种用于化学材料成份检测的核磁共振成像方法。它包括下列步骤：选取检测条件，设置受检样品，推衍化学成份像，利用计算机反演，分析材料结构与化学成份，绘制时间-化学位移图和时间-成份图。它利用核磁共振成像仪测量受检样品的核磁共振化学位移谱和弛豫谱，从而得到化学结构变化和分子之间的作用力关系；以化学位移作为化学成份像，进行成份相关性分析；用计算机进行反演，得到空间分布的化学结构谱分布图和弛豫谱；通过软件选取不同的化学位移成像，分析获得材料结构与化学成份；绘制时间-化学位移图和时间-成份图，得到随时间变化的化学位移谱图和成份分布图。本发明具有操作方便、成像准确、自动化程度高和分析数据可靠的优点。
【专利说明】用于化学材料成份检测的核磁共振成像方法 所属【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种化学材料的无损检测技术，特别是一种用于化学材料成份检测的 核磁共振成像方法。
【背景技术】
[0002] 核磁共振成像技术在物理、化学、医疗、考古、石油化工等方面获得了广泛的应用， 它利用核磁共振原理，以外加梯度磁场方式检测受检物体所发射出的电磁波，并据此绘制 出物体的内部结构图像。这类核磁共振成像技术不能用于材料成份成像和无损检测。现有 技术的低场核磁共振技术也只能用于材料的小分子组分成像，由于材料的小分子组分在磁 场的驰豫时间较长，易于检测到，通过低磁场即可成像。然而这种成像是一种混合成像，无 法确定材料的化学成份。目前还没有一种方法可以按照材料的化学成份成像。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是要提供一种用于化学材料成份检测的核磁共振成像方法，它能够 有效地对化学材料进行化学成份成像和实施无损检测，可靠地利用化学成份像实现化学结 构分析。
[0004] 本发明的技术方案是： 设计一种用于化学材料成份检测的核磁共振成像方法，它包括下列步骤： 步骤一，选取检测条件：利用核磁共振成像仪，采用变场超导磁体和快速响应梯度系 统。核磁共振成像仪用于测量受检样品的核磁共振化学位移谱和弛豫谱，从而得到受检样 品的化学结构变化和分子之间的作用力关系。
[0005] 步骤二，设置受检样品；将受检样品放置在样品室内，由可变温度装置对样品室进 行恒温和变温控制。
[0006] 步骤三，推衍化学成份像：磁场频率可以自动调谐至与受检样品形成共振，通过最 强峰形成材料总成份像，利用计算机将共振峰傅立叶转换为化学位移谱图，选择所需要的 化学位移作为化学成份像，合并相关成份像，增大检测灵敏度，进行成份相关性分析。
[0007] 步骤四，利用计算机反演：采集磁场频率与受检样品的共振信号，利用计算机进行 四维傅立叶变换反演，得到空间分布的材料化学结构谱分布图和弛豫谱。
[0008] 步骤五，分析材料结构与化学成份：采集受检样品的核磁共振化学位移谱图，通过 计算机软件选取不同的化学位移成像，分析受检样品的材料结构与化学成份。
[0009] 步骤六，绘制时间-化学位移图和时间-成份图：间隔几分钟重复步骤三、步骤四、 步骤五，连续进行多次化学位移成像，得到受检测样品随时间变化的化学位移谱图和成份 分布图。
[0010] 本发明的有益技术效果是：由于选取的检测条件是利用核磁共振成像仪，采用了 变场超导磁体和快速响应梯度系统，因而可以检测到材料的核磁共振化学位移谱和弛豫 谱，从而得到材料的化学结构变化和分子之间的作用力关系。同时由于磁场频率可以自动 调谐至与受检样品形成共振，因而可以采集到材料的化学位移谱图，并且通过计算机反演 得到空间分布的化学结构谱分布图和通过最强峰形成的材料总成份像。另外由于利用计算 机软件选取不同的化学位移成像，因而可以分析受检样品的材料结构与化学成份。本发明 还具有操作方便、成像准确、自动化程度高和分析数据可靠的优点。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合实施例分四组对本发明进一步说明。
[0012] 第一组，利用核磁共振成像法检测以端羟基聚丁二烯和甲苯二异氰酸酯反应样品 为受检样品的化学成份。
[0013] 步骤一，选取检测条件：利用核磁共振成像仪，选用变场超导磁体和快速响应梯度 系统。核磁共振成像仪用于测量受检样品的核磁共振化学位移谱和弛豫谱，从而得到受检 样品的化学结构变化和分子之间的作用力关系。
[0014] 步骤二，设置受检样品；将受检样品放置在样品室内，由可变温度装置对样品室进 行恒温和变温控制。将一个端羟基聚丁二烯和甲苯二异氰酸酯反应样品作为受检样品放入 专用玻璃试管中，将装有受检样品的玻璃试管置于样品室内，由可变温度装置将样品室温 度控制在70°C。
[0015] 步骤三，推衍化学成份像：磁场频率可以自动调谐至与受检样品形成共振，通过最 强峰形成材料总成份像，利用计算机将共振峰傅立叶转换为化学位移谱图，选择所需要的 化学位移作为化学成份像，合并相关成份像，增大检测灵敏度，进行成份相关性分析。
[0016] 步骤四，利用计算机反演：采集磁场频率与受检样品的共振信号，利用计算机进行 四维傅立叶变换反演，得到空间分布的材料化学结构谱分布图和弛豫谱。
[0017] 步骤五，分析材料结构与化学成份：采集受检样品的核磁共振化学位移谱图，通过 计算机软件选取不同的化学位移成像，通过分析，获得受检样品的材料结构与化学成份。
[0018] 步骤六，绘制时间-化学位移图和时间-成份图：间隔几分钟重复步骤三、步骤四、 步骤五，连续进行多次化学位移成像，得到受检测样品随时间变化的化学位移谱图和成分 分布图。每隔5分钟重复步骤三、步骤四、步骤五，连续进行十次化学位移成像，得到以端羟 基聚丁二烯和甲苯二异氰酸酯反应样品为受检样品的随时间变化的化学位移谱图和成份 分布图。
[0019] 第二组，利用核磁共振成像法检测以聚乙二醇和甲苯二异氰酸酯反应样品为受检 样品的化学成份。
[0020] 步骤一，选取检测条件：利用核磁共振成像仪，选用变场超导磁体和快速响应梯度 系统。核磁共振成像仪用于测量受检样品的核磁共振化学位移谱和弛豫谱，从而得到受检 样品的化学结构变化和分子之间的作用力关系。
[0021] 步骤二，设置受检样品；将受检样品放置在样品室内，由可变温度装置对样品室进 行恒温和变温控制。将一个聚乙二醇和甲苯二异氰酸酯反应样品作为受检样品放入专用玻 璃试管中，将装有受检样品的玻璃试管置于样品室内，由可变温度装置将样品室温度控制 在 50°C。
[0022] 步骤三，推衍化学成份像：磁场频率可以自动调谐至与受检样品形成共振，通过最 强峰形成材料总成份像，利用计算机将共振峰傅立叶转换为化学位移谱图，选择所需要的 化学位移作为化学成份像，合并相关成份像，增大检测灵敏度，进行成份相关性分析。
[0023] 步骤四，利用计算机反演：采集磁场频率与受检样品的共振信号，利用计算机进行 四维傅立叶变换反演，得到空间分布的材料化学结构谱分布图和弛豫谱。
[0024] 步骤五，分析材料结构与化学成份：采集受检样品的核磁共振化学位移谱图，通过 计算机软件选取不同的化学位移成像，通过分析，获得受检样品的材料结构与化学成份。
[0025] 步骤六，绘制时间-化学位移图和时间-成份图：间隔几分钟重复步骤三、步骤四、 步骤五，连续进行多次化学位移成像，得到受检测样品随时间变化的化学位移谱图和成分 分布图。每隔5分钟重复步骤三、步骤四、步骤五，连续进行十次化学位移成像，得到以聚乙 二醇和甲苯二异氰酸酯反应样品为受检样品的随时间变化的化学位移谱图和成份分布图。
[0026] 第三组，利用核磁共振成像法检测以端羟基聚丁二烯基衬层样品为受检样品的化 学成份。
[0027] 步骤一，选取检测条件：利用核磁共振成像仪，选用变场超导磁体和快速响应梯度 系统。核磁共振成像仪用于测量受检样品的核磁共振化学位移谱和弛豫谱，从而得到受检 样品的化学结构变化和分子之间的作用力关系。
[0028] 步骤二，设置受检样品；将受检样品放置在样品室内，由可变温度装置对样品室进 行恒温和变温控制。将一个端羟基聚丁二烯基衬层样品作为受检样品放入专用玻璃试管 中，将装有受检样品的玻璃试管置于样品室内，由可变温度装置将样品室温度控制在70°C。
[0029] 步骤三，推衍化学成份像：磁场频率可以自动调谐至与受检样品形成共振，通过最 强峰形成材料总成份像，利用计算机将共振峰傅立叶转换为化学位移谱图，选择所需要的 化学位移作为化学成份像，合并相关成份像，增大检测灵敏度，进行成份相关性分析。
[0030] 步骤四，利用计算机反演：采集磁场频率与受检样品的共振信号，利用计算机进行 四维傅立叶变换反演，得到空间分布的材料化学结构谱分布图和弛豫谱。
[0031] 步骤五，分析材料结构与化学成份：采集受检样品的核磁共振化学位移谱图，通过 计算机软件选取不同的化学位移成像，通过分析，获得受检样品的材料结构与化学成份。
[0032] 步骤六，绘制时间-化学位移图和时间-成份图：间隔几分钟重复步骤三、步骤四、 步骤五，连续进行多次化学位移成像，得到受检测样品随时间变化的化学位移谱图和成分 分布图。每隔5分钟重复步骤三、步骤四、步骤五，连续进行十次化学位移成像，得到以端羟 基聚丁二烯基衬层样品为受检样品的随时间变化的化学位移谱图和成份分布图。
[0033] 第四组，利用核磁共振成像法检测以氟橡胶为受检样品的化学成份。
[0034] 步骤一，选取检测条件：利用核磁共振成像仪，选用变场超导磁体和快速响应梯度 系统。核磁共振成像仪用于测量受检样品的核磁共振化学位移谱和弛豫谱，从而得到受检 样品的化学结构变化和分子之间的作用力关系。
[0035] 步骤二，设置受检样品；将受检样品放置在样品室内，由可变温度装置对样品室进 行恒温和变温控制。将一个氟橡胶作为受检样品放入专用玻璃试管中，将装有受检样品的 玻璃试管置于样品室内，由可变温度装置将样品室温度控制在30°C。
[0036] 步骤三，推衍化学成份像：磁场频率自动调谐至与受检样品形成共振，通过最强峰 形成材料总成份像，利用计算机将共振峰傅立叶转换为化学位移谱图，选择所需要的化学 位移作为化学成份像，合并相关成份像，增大检测灵敏度，进行成份相关性分析。
[0037] 步骤四，利用计算机反演：采集磁场频率与受检样品的共振信号，利用计算机进行
【权利要求】
1. 一种用于化学材料成份检测的核磁共振成像方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一，选取检测条件：利用核磁共振成像仪，采用变场超导磁体和快速响应梯度系 统； 步骤二，设置受检样品；将受检样品放置在样品室内，由可变温度装置对样品室进行恒 温和变温控制； 步骤三，推衍化学成份像：磁场频率可以自动调谐至与受检样品形成共振，通过最强峰 形成材料总成份像，利用计算机将共振峰傅立叶转换为化学位移谱图，选择所需要的化学 位移作为化学成份像，合并相关成份像，增大检测灵敏度，进行成份相关性分析； 步骤四，利用计算机反演：采集磁场频率与受检样品的共振信号，利用计算机进行四维 傅立叶变换反演，得到空间分布的材料化学结构谱分布图和弛豫谱； 步骤五，分析材料结构与化学成份：采集受检样品的核磁共振化学位移谱图，通过计算 机软件选取不同的化学位移成像，分析受检样品的材料结构与化学成份； 步骤六，绘制时间-化学位移图和时间-成份图：间隔几分钟重复步骤三、步骤四、步骤 五，连续进行多次化学位移成像，得到受检测样品随时间变化的化学位移谱图和成份分布 图。
2. 根据权利要求1所述的用于化学材料成份检测的核磁共振成像方法，其特征是：核 磁共振成像仪用于测量受检样品的核磁共振化学位移谱和弛豫谱，从而得到受检样品的化 学结构变化和分子之间的作用力关系。
【文档编号】G01N24/08GK104062313SQ201310084727
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】庞爱民, 黄志萍, 谢寰彤, 葛卫, 张箭, 刘发龙, 谭利敏, 胡伟, 蔡如琳, 聂海英 申请人:湖北航天化学技术研究所