Basic One- and Two-Dimensional NMR Spectroscopy pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Wiley-VCH

作者:Horst Friebolin

出品人:

頁數:430

译者:

出版時間:2005-03-11

價格:USD 80.00

裝幀:Paperback

isbn號碼:9783527312337

叢書系列:

圖書標籤:

• NMR
• Spectroscopy
• Nuclear Magnetic Resonance
• Chemistry
• Organic Chemistry
• Analytical Chemistry
• One-Dimensional NMR
• Two-Dimensional NMR
• Basic NMR
• Spectroscopic Techniques
• Molecular Structure

分子結構解析的精深探索：核磁共振波譜學前沿應用與實踐 本書聚焦於核磁共振（NMR）波譜學在現代化學、生物物理學及材料科學領域的前沿應用與深度解析，旨在為高階研究人員和專業技術人員提供一套係統、詳盡且高度實用的技術指南。 本書並非一本基礎入門讀物，而是立足於讀者已對經典一維和二維NMR的基本原理（如化學位移、自鏇-自鏇耦閤、COSY、TOCSY、HSQC、HMBC等基礎脈衝序列的構建與解讀）有紮實掌握的基礎上，深入挖掘復雜體係的結構解析、動力學研究以及高分辨率技術在極端條件下的性能優化。全書內容高度專業化，強調實驗設計、數據處理的高級技巧，以及對復雜譜圖背後的物理化學意義的深刻洞察。 第一部分：高級脈衝序列設計與優化策略 本部分將NMR實驗設計的復雜性提升至新的高度，重點討論如何針對特定的化學或生物分子係統，定製或優化現有的多維脈衝序列，以剋服信噪比不足、譜綫重疊嚴重或弛豫時間差異巨大的挑戰。 第一章：高維譜學的收斂性與效率提升 深入探討現代NMR譜學中對實驗時間效率的極緻追求。內容涵蓋非均勻采樣的（NUS）理論基礎，包括壓縮感知（Compressed Sensing, CS）在NMR數據重建中的應用，以及如何選擇最優的采集方案（如徑嚮、螺鏇或隨機采樣）以在保證信息完整性的前提下，將數據采集時間縮短數倍。詳細分析瞭如何通過優化脈衝梯度場強度、持續時間和相位方案，來最大程度地抑製殘餘耦閤和僞影（artifacts），特彆是針對高濃度樣品或復雜混閤物中的背景信號抑製技術。 第二章：J耦閤的精細分離與結構解析 本章超越瞭常規的COSY和J-resolved譜，重點解析如何利用高階耦閤（Higher-Order Couplings）信息來確定絕對構型和精確的鍵角。詳細介紹瞭通過高階FFT（Fast Fourier Transform）技術對復雜耦閤網絡的解耦策略，以及J-Correlated Spectroscopy (J-COSY) 序列的改進版本，這些序列能夠精確分離短程（$J_{SS}$）和長程（$J_{NC}$）耦閤常數，這對於解析具有構象柔性的分子至關重要。此外，將討論INADEQUATE序列在碳譜（$^{13}$C NMR）中的增強應用，以及如何通過IPAP（In-Phase Anti-Phase）技術來區分化學位移重疊的信號。 第三章：選擇性激發與動態信息獲取 本部分聚焦於如何通過精細控製射頻脈衝的頻率和形狀，實現對特定核或特定化學環境的選擇性飽和或選擇性激發。內容包括STIR（Short Time Inversion Recovery）在消除背景溶劑信號方麵的最新進展，以及如何利用Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) 序列的變體來精確測量分子內部運動的速率和機製。重點將放在$ ext{T}_1$ 和 $ ext{T}_2$ 弛豫時間的精確測定，以及如何將這些動力學參數與化學交換過程（Chemical Exchange）的分析相結閤，以揭示分子在溶液中的構象平衡和轉變速率。 第二部分：復雜體係的結構確證與三維/四維譜學 本部分主要麵嚮生物大分子、多相催化劑錶麵以及高分子材料的結構錶徵，強調將多維核磁共振技術擴展到三維甚至四維實驗，以應對信息量爆炸性增長的挑戰。 第四章：蛋白質與核酸的三維/四維結構測定 超越基礎的HNCA、HNCACB等序列，本章詳述瞭在超高場（如800 MHz以上）條件下，解析數韆個核信號的策略。深入剖析瞭三維 $ ext{Triple-Resonance}$ 實驗（如 $ ext{HNCACO}$, $ ext{HNCOCX}$）在骨架追蹤中的精確應用。更重要的是，本章將聚焦於四維 NMR 實驗的設計，例如 $ ext{R1R2}$-$ ext{NOESY}$，它如何有效地將信號分散到額外的時間維度，從而解決三維譜中的重疊問題。對鏇轉化學位移各嚮異性（RCSA） 效應在確定側鏈取嚮方麵的應用進行深入討論。 第五章：固態NMR：界麵與非晶態材料的結構探針 本部分將主題從溶液態拓展到固態NMR，尤其關注魔角鏇轉 (MAS) 技術在高分辨率方麵的最新進展。詳細介紹瞭二次濾波技術（Second-Order Filtering） 在消除快速鏇轉帶來的異構體間耦閤的影響中的作用。重點研究$ ext{Rotor-Synchronized}$ 脈衝序列在提高信號效率和分辨率上的突破。內容涵蓋DNP (動態核極化) 增強技術在提高固態NMR靈敏度方麵的最新成果，以及如何利用$ ext{Dipole-Dipole} ext{ Correlation}$ 實驗來測量納米顆粒錶麵配體的空間距離和取嚮。 第六章：化學反應監測與現場分析 (In Situ Monitoring) 本章探討NMR作為一種強大的“在綫”分析工具，用於監測動態化學過程。詳細闡述瞭如何設計能夠快速采集數據的快速梯度序列，以實時跟蹤催化循環或聚閤反應的中間體。討論瞭如何利用$ ext{Diffusion-Ordered Spectroscopy (DOSY)}$ 技術來分離反應體係中不同分子物種（反應物、産物、催化劑）的擴散係數，從而推斷反應活性和産物分布。此外，會介紹如何將微流控技術（Microfluidics） 與高靈敏度NMR耦閤，實現對微量、瞬態反應的精確捕捉。 第三部分：數據處理、可視化與高級建模 本書最後一部分關注數據處理流程的復雜性和結果的定量解釋，要求讀者具備一定的編程和數值分析能力。 第七章：譜圖解析中的高級去噪與基綫校正 本章超越瞭簡單的傅裏葉變換後的處理，深入探討瞭處理非理想數據所需的先進算法。內容包括指數衰減函數的擬閤用於確定更精確的 $ ext{T}_2$ 值，以及如何使用最大熵原理 (Maximum Entropy Method, MEM) 進行頻譜重建，以獲得比傳統傅裏葉變換更高的分辨率。詳細討論瞭如何識彆和校正由磁場不均勻性、射頻場不均勻性和脈衝序列串擾引起的係統性基綫畸變，並提供基於Python或MATLAB的實現示例。 第八章：定量NMR (qNMR) 的不確定性分析與校準 定量分析是現代分析化學的核心。本章詳細解析瞭影響qNMR精度的所有係統誤差源，包括射頻場均勻性、脈衝角度偏差、樣品濃度對弛豫時間的影響等。重點闡述瞭外部標準法和內部標準法的嚴格校準程序，以及如何根據ISO 17034 等標準框架進行不確定度評估。討論瞭如何利用脈衝序列的平衡性來確保信號強度與核的摩爾分數成正比，從而實現高精度的絕對定量。 第九章：結構建模與分子動力學模擬的結閤 本章探討如何將實驗獲取的結構約束（如NOE距離約束、J耦閤角度約束、化學位移參數）整閤到分子動力學（MD）模擬或結構構建算法中。詳細介紹瞭結構計算中約束的權重分配策略，以及如何利用NMR數據來校準MD模擬的力場參數。重點分析瞭如何利用殘餘偶極耦閤 (RDCs) 數據集來輔助解析大分子在液體晶相中的整體取嚮，並將其反饋至MD模擬以驗證溶液狀態下的優勢構象。 本書的每一章都配有詳盡的實驗參數設置建議、故障排除指南，以及對最新文獻中復雜技術案例的深入剖析，確保讀者能夠將這些高級理論無縫轉化為具有實際指導意義的實驗操作。

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