1. 核磁共振波谱分析原理在《核磁共振波谱仪——原理篇》中，我们详细探讨了核磁共振（NMR）技术的基础知识。作为一种强大的分析工具，NMR技术在电磁技术和先进电子技术的发展推动下，已经在化学、材料科学和医学等多个领域得到了广泛应用。本篇文章将聚焦于NMR谱图的分析，对NMR技术和其子领域——磁共振成像（MRI）的应用进行梳理和总结。
2.1 NMR谱图的获取和解读获取NMR谱图需要满足三个基本条件：施加恒定的磁场B0，使磁性核自旋发生塞曼分裂；外加射频（RF）脉冲产生的弱振荡磁场会干扰核自旋排列，射频频率取决于静磁场和观测核的性质；在B0场中的核自旋产生进动，并被检测线圈感应出信号，以电压形式记录。RF脉冲期间或之后可以检测到NMR信号。在RF脉冲停止后，进动通常发生在原子核固有的拉莫尔频率上，这一过程不涉及自旋状态或能级之间的跃迁。NMR谱图分析主要基于样品中核自旋共振频率的化学位移，从而获得分子的物理、化学、电子和结构信息。NMR测试得到的图谱为吸收信号，通常处理后呈现为化学位移-吸收强度图谱。
2.2 NMR谱图信息的解读NMR谱图提供了一系列用于分析的信息，以2-乙基苯酚的NMR氢谱为例，以下是谱图的基本解读：
（1）化学位移：反映分子中不同基团的化学环境，高场化学位移值小，低场化学位移值大。
（2）吸收峰的数量：对应于分子中不同化学环境的质子组数量。
（3）曲线积分高度：与相应基团的质子数成正比。
（4）谱峰裂分：显示自旋-自旋耦合效应，指示基团之间的连接关系。
（5）耦合常数：反映自旋核间的相互作用，由分子结构决定，是鉴定分子结构的重要依据。
3. 应用领域3.1 化学领域NMR技术在化学领域主要用于有机物的定性和定量分析。例如，华南理工大学化工学院的研究人员利用NMR技术对氟苯尼考原粉进行了定性和定量分析。通过薄层层析纯化后，样品在氘代试剂DMSO中溶解，并进行1H、13C、19F的NMR测试。
（1）定性分析：通过信号峰的化学位移和峰面积比例，确认样品中的氟苯尼考成分。通过重水交换实验和杂质碳峰分析等操作，确定了杂质的可能结构。
（2）定量分析：采用1H NMR内标法，以硝基甲苯为内标物，计算样品含量，确定氟苯尼考的质量分数。
3.2 医学领域磁共振成像（MRI）是NMR技术在医学领域的应用，主要用于临床诊断。例如，中科院大学重庆医院的研究小组将4D Flow MRI技术应用于心血管系统成像，对多种血管进行了成像研究。结果表明，4D Flow MRI在评估心血管疾病的生理病理学改变、危险分层和治疗方案优化等方面具有重要价值。
3.3 电化学领域NMR技术在电化学领域中的应用包括电池结构分析、反应过程监测等。例如，厦门大学和中国科学院的研究人员利用23Na NMR和MRI技术研究了钠离子电池中的钠枝晶和SEI膜的生长情况，为电池系统的研究提供了新的思路。
4. 优势与不足NMR技术的优势在于其高能量分辨率和空间分辨率，能够在不断扰动下探测电极材料中的化学信息并进行成像。然而，NMR技术也存在一定局限性，如对样品制备的要求较高，且设备成本相对较高。
5. 总结核磁共振波谱技术在化学鉴定和量化样品化学成分方面具有重要作用。随着技术的发展，NMR已成为分析生物大分子的最强有力、应用最广泛的技术之一。NMR成像技术在临床医学中的应用日益广泛，不断发展的NMR技术在精度、灵敏度和应用范围上都有所提升，其在材料学领域的潜力也逐渐显现。
