JPH042898B2 - - Google Patents
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- JPH042898B2 JPH042898B2 JP7602285A JP7602285A JPH042898B2 JP H042898 B2 JPH042898 B2 JP H042898B2 JP 7602285 A JP7602285 A JP 7602285A JP 7602285 A JP7602285 A JP 7602285A JP H042898 B2 JPH042898 B2 JP H042898B2
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/46—NMR spectroscopy
- G01R33/4625—Processing of acquired signals, e.g. elimination of phase errors, baseline fitting, chemometric analysis
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は核磁気共鳴(NMR)測定方法、特に
2次元(2D)NMR法に関するものである。
2次元(2D)NMR法に関するものである。
[従来技術]
近時、新しいNMR測定方法として2DNMRが
注目されている。この2DNMR法は、NMR信号
を2次元スペクトルとして表示することにより、
従来の方法に比べ分解能が向上しスペクトルの解
析が容易になり、該スピン間の相互作用を解明で
きる等の優れた点をもつており、今後ますます発
展するものと考えられている。
注目されている。この2DNMR法は、NMR信号
を2次元スペクトルとして表示することにより、
従来の方法に比べ分解能が向上しスペクトルの解
析が容易になり、該スピン間の相互作用を解明で
きる等の優れた点をもつており、今後ますます発
展するものと考えられている。
第6図にこのように2DNMR法を行うための
NMR装置の一例を示す。図において磁石1が発
生する静磁場内には試料コイル2が配置され、そ
の試料コイル2内部の空間に測定試料が挿入され
る。高周波発振器3から発生する観測核の共鳴周
波数を持つ高周波信号は0゜から360゜まで任意の位
相を選択できる可変移相回路4によつて所定の位
相が与えられた後、増幅器5及びゲート6を介し
て高周波パルスとして前記コイル2へ供給され、
試料に照射される。その高周波パルス照射後コイ
ル2に誘起された共鳴信号は、ゲート7及び受信
回路8を介して復調回路9,10へ送られる。こ
の復調回路9,10には前記高周波発振器からの
高周波信号が参照信号として送られるが、その内
の一方は90゜移相回路11を介して送られるため、
2つの復調回路は90゜位相の異なる2チヤンネル
の検出系CHa,CHbを構成している。この2チ
ヤンネルの検出系から得られた自由誘導減衰信号
は、A−D変換器12,13によつてデジタル信
号に変換されてコンピユータ14へ送られ、付属
するメモリ15へ格納される。16は移相回路、
ゲート6,7及びA−D変換器12,13を制御
するパルスプログラマで、試料に照射するパルス
列の順序、パルス幅、各パルスに含まれる高周波
の位相、A−D変換器12,13によるサンプリ
ングのタイミングが予めプログラムされており、
そのプログラムに従つて一連の測定が行われる。
NMR装置の一例を示す。図において磁石1が発
生する静磁場内には試料コイル2が配置され、そ
の試料コイル2内部の空間に測定試料が挿入され
る。高周波発振器3から発生する観測核の共鳴周
波数を持つ高周波信号は0゜から360゜まで任意の位
相を選択できる可変移相回路4によつて所定の位
相が与えられた後、増幅器5及びゲート6を介し
て高周波パルスとして前記コイル2へ供給され、
試料に照射される。その高周波パルス照射後コイ
ル2に誘起された共鳴信号は、ゲート7及び受信
回路8を介して復調回路9,10へ送られる。こ
の復調回路9,10には前記高周波発振器からの
高周波信号が参照信号として送られるが、その内
の一方は90゜移相回路11を介して送られるため、
2つの復調回路は90゜位相の異なる2チヤンネル
の検出系CHa,CHbを構成している。この2チ
ヤンネルの検出系から得られた自由誘導減衰信号
は、A−D変換器12,13によつてデジタル信
号に変換されてコンピユータ14へ送られ、付属
するメモリ15へ格納される。16は移相回路、
ゲート6,7及びA−D変換器12,13を制御
するパルスプログラマで、試料に照射するパルス
列の順序、パルス幅、各パルスに含まれる高周波
の位相、A−D変換器12,13によるサンプリ
ングのタイミングが予めプログラムされており、
そのプログラムに従つて一連の測定が行われる。
このような装置による従来の2DNMR測定を、
例えば第7図aに示すような90゜x−t1−90゜x−t2
のパルスシーケンスを用いて説明する。
例えば第7図aに示すような90゜x−t1−90゜x−t2
のパルスシーケンスを用いて説明する。
2DNMR法における一般的測定プロセスは第7
図aに示すように、最初の90゜パルス以前の準備
期間と、展開期間(t1)と、検出期間(t2)の3
つの時間領域から成る。準備期間は核の磁化を適
当な初期状態に保つために必要であり、準備パル
ス(最初の90゜パルス)によつて磁化は非平衡の
状態にされ、この状態は展開期間t1において展開
され、そのt1における磁化の挙動は、検出パルス
(2番目の90゜パルス)印加後の検出期間t2におい
て検出される自由誘導減衰信号(FID信号)に位
相及び振幅情報として手渡される。そこで、t1を
変数として段階的に例えばn段階に変化させ、各
段階における測定で2つの検出系CHa、CHbか
ら得られたm個ずつのFID信号(FIDa1〜
FIDam及びFIDb1〜FIDbm)の一方を実数部、
他方を虚数部として組合わせた複素集合データS1
(t1,t2)を得れば、このデータ中にはt2における
磁化の挙動ばかりでなく、t1における磁化の挙動
の情報も含まれることになる。
図aに示すように、最初の90゜パルス以前の準備
期間と、展開期間(t1)と、検出期間(t2)の3
つの時間領域から成る。準備期間は核の磁化を適
当な初期状態に保つために必要であり、準備パル
ス(最初の90゜パルス)によつて磁化は非平衡の
状態にされ、この状態は展開期間t1において展開
され、そのt1における磁化の挙動は、検出パルス
(2番目の90゜パルス)印加後の検出期間t2におい
て検出される自由誘導減衰信号(FID信号)に位
相及び振幅情報として手渡される。そこで、t1を
変数として段階的に例えばn段階に変化させ、各
段階における測定で2つの検出系CHa、CHbか
ら得られたm個ずつのFID信号(FIDa1〜
FIDam及びFIDb1〜FIDbm)の一方を実数部、
他方を虚数部として組合わせた複素集合データS1
(t1,t2)を得れば、このデータ中にはt2における
磁化の挙動ばかりでなく、t1における磁化の挙動
の情報も含まれることになる。
次に、検出パルスの位相のみ90゜異ならせた第
7図bのパルスシーケンスを用いて上記と同一の
複数のt1について測定を行い、それにより複素集
合データS2(t1,t2)を得る。
7図bのパルスシーケンスを用いて上記と同一の
複数のt1について測定を行い、それにより複素集
合データS2(t1,t2)を得る。
そして、2つの複素集合データS1(t1,t2),S2
(t1,t2)を加算又は減算した後、t1,t2について
2重重フーリエ変換することにより所謂P型
2DNMRスペクトルデータSp(ω1,ω2)あるいは
N型2DNMRスペクトルデータSn(ω1,ω2)が得
られる。ω1,ω2は夫々t1,t2のフーリエ成分であ
る。
(t1,t2)を加算又は減算した後、t1,t2について
2重重フーリエ変換することにより所謂P型
2DNMRスペクトルデータSp(ω1,ω2)あるいは
N型2DNMRスペクトルデータSn(ω1,ω2)が得
られる。ω1,ω2は夫々t1,t2のフーリエ成分であ
る。
第8図は得られる2次元スペクトルの一例を模
式的に表わした図であり、対角ピークP1,P2と、
交差ピークP3,P4が対称的に現われる。ここ
で、・印は吸収波形ピークを、□印は分散波形ピ
ークを夫々示し、□・印は吸収波形と分散波形が混
じり合つたピークを示す。
式的に表わした図であり、対角ピークP1,P2と、
交差ピークP3,P4が対称的に現われる。ここ
で、・印は吸収波形ピークを、□印は分散波形ピ
ークを夫々示し、□・印は吸収波形と分散波形が混
じり合つたピークを示す。
[発明が解決しようとする問題点]
ところで、スペクトルを解析する場合、ピーク
の波形が純粋な吸収波形であることが好ましい
が、従来このようにして得られる2次元スペクト
ルの対角、交差ずれのピークも吸収波形と分散波
形が混じり合つた波形をしており、解析が困難な
スペクトルになる。
の波形が純粋な吸収波形であることが好ましい
が、従来このようにして得られる2次元スペクト
ルの対角、交差ずれのピークも吸収波形と分散波
形が混じり合つた波形をしており、解析が困難な
スペクトルになる。
その対策として従来は、絶対値スペクトルを求
め所謂パワースペクトルとして表示する方法が採
用されているが、このパワースペクトル表示には
スペクトルピークの裾が広がるという大きな欠点
がある。
め所謂パワースペクトルとして表示する方法が採
用されているが、このパワースペクトル表示には
スペクトルピークの裾が広がるという大きな欠点
がある。
そこで、States等は特殊なデータ処理を施すこ
とにより純粋な吸収波形のスペクトルを得ること
を提案している(Journal of Magnetic
Resonance48p286−,1982)が、このデータ処理
を行うには従来のNMR装置が備えているデータ
処理のためのプログラムを根本的に変更しなけれ
ばならず、装置の価格が上昇することは避けられ
ない。
とにより純粋な吸収波形のスペクトルを得ること
を提案している(Journal of Magnetic
Resonance48p286−,1982)が、このデータ処理
を行うには従来のNMR装置が備えているデータ
処理のためのプログラムを根本的に変更しなけれ
ばならず、装置の価格が上昇することは避けられ
ない。
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、
従来のNMR装置が備えているプログラムの大幅
な変更を必要とせずに、対角ピーク、交差ピーク
のいずれかが純粋な吸収波形他方が分散波形とな
つて解析が容易な2DNMRスペクトルを取得する
ことができ、しかもSN比の向上を図ることので
きる2DNMR測定方法を提供することを目的とし
ている。
従来のNMR装置が備えているプログラムの大幅
な変更を必要とせずに、対角ピーク、交差ピーク
のいずれかが純粋な吸収波形他方が分散波形とな
つて解析が容易な2DNMRスペクトルを取得する
ことができ、しかもSN比の向上を図ることので
きる2DNMR測定方法を提供することを目的とし
ている。
[問題点を解決するための手法]
この目的を達成するため、本発明にかかる
2DNMR測定方法は、 (a) 準備パルス又はパルス列の照射後展開期間t1
をおいて検出パルス又はパルス列を照射し、こ
の検出パルス又はパルス列照射後検出期間t2に
わたつて試料からの自由誘導減衰信号を90゜位
相の異なる2つの検出チヤンネルで検出すると
いうシーケンスを用い、異なつた複数のt1の値
について測定した複数のFID信号から成る複素
集合データS1(t1,t2)を得ること、 (b) 前記(a)におけるシーケンスと同一のシーケン
スで且つ準備パルス又はパルス列と検出パルス
又はパルス列との間の位相が前記(a)におけるシ
ーケンスの場合と90゜異なるシーケンスを用い、
(a)と同一の複数のt1について測定した複数の
FID信号から成る複素集合データS2(t1,t2)を
得ること、 (c) 前記集合データS1(t1,t2),S2(t1,t2)を
夫々h1,t2について2重複素フーリエ変換して
得られるスペクトルデータをS1(ω1,ω2),S2
(ω1,ω2)とし、該S1(ω1,ω2),S2(ω1,ω2)
を夫々ω1軸について反転させたスペクトルデ
ータをS1(−ω1,ω2),S2(−ω1,ω2)とした
時、 {S1(ω1,ω2)+S2(ω1,ω2)}±{S1(−ω1,
ω2)
−S2(−ω1,ω2)}又は {S1(−ω1,ω2)+S2(−ω1,ω2)}±{S1(ω1
,
ω2)−S2(ω1,ω2)}なるスペクトルデータを作
成すること、 より成ることを特徴としている。
2DNMR測定方法は、 (a) 準備パルス又はパルス列の照射後展開期間t1
をおいて検出パルス又はパルス列を照射し、こ
の検出パルス又はパルス列照射後検出期間t2に
わたつて試料からの自由誘導減衰信号を90゜位
相の異なる2つの検出チヤンネルで検出すると
いうシーケンスを用い、異なつた複数のt1の値
について測定した複数のFID信号から成る複素
集合データS1(t1,t2)を得ること、 (b) 前記(a)におけるシーケンスと同一のシーケン
スで且つ準備パルス又はパルス列と検出パルス
又はパルス列との間の位相が前記(a)におけるシ
ーケンスの場合と90゜異なるシーケンスを用い、
(a)と同一の複数のt1について測定した複数の
FID信号から成る複素集合データS2(t1,t2)を
得ること、 (c) 前記集合データS1(t1,t2),S2(t1,t2)を
夫々h1,t2について2重複素フーリエ変換して
得られるスペクトルデータをS1(ω1,ω2),S2
(ω1,ω2)とし、該S1(ω1,ω2),S2(ω1,ω2)
を夫々ω1軸について反転させたスペクトルデ
ータをS1(−ω1,ω2),S2(−ω1,ω2)とした
時、 {S1(ω1,ω2)+S2(ω1,ω2)}±{S1(−ω1,
ω2)
−S2(−ω1,ω2)}又は {S1(−ω1,ω2)+S2(−ω1,ω2)}±{S1(ω1
,
ω2)−S2(ω1,ω2)}なるスペクトルデータを作
成すること、 より成ることを特徴としている。
[本発明の基本思想]
本発明にかかる2DNMR測定方法は、第6図に
示した構成を持つNMR装置で基本的に実施する
ことができる。
示した構成を持つNMR装置で基本的に実施する
ことができる。
以下、第1図に示す流れ図に従い本発明の基本
思想を説明する。
思想を説明する。
[1] 測定
測定によるデータの取得は先に説明した従来の
場合と同様である。第7図aのシーケンスを用い
た測定により複素集合データS1(t1,t2)が得ら
れ、第7図bのシーケンスを用いた測定により複
素集合データS2(t1,t2)が得られる。この2つ
の複素集合データは、メモリ15内に夫々格納さ
れる。
場合と同様である。第7図aのシーケンスを用い
た測定により複素集合データS1(t1,t2)が得ら
れ、第7図bのシーケンスを用いた測定により複
素集合データS2(t1,t2)が得られる。この2つ
の複素集合データは、メモリ15内に夫々格納さ
れる。
得られた複素集合データS1(t1,t2),S2(t1,
t2)は、 S1(t1,t2) =exp(iω1t1)e×p(iω2t2) (1) S2(t1,t2) =exp{i(ω1t1+90)} ×exp{i(ω2t2+90)} (2) と表わすことができる。今、説明を簡単にするた
めt1に関する項の実数部分のみに着目すれば、S1
(t1,t2),S2(t1,t2)は夫々cosω1t1exp(iω2t2
)
(1′) S2(t1,t2) =sinω1t1exp{i(ω2t2+90)} (2′) と表わされる。
t2)は、 S1(t1,t2) =exp(iω1t1)e×p(iω2t2) (1) S2(t1,t2) =exp{i(ω1t1+90)} ×exp{i(ω2t2+90)} (2) と表わすことができる。今、説明を簡単にするた
めt1に関する項の実数部分のみに着目すれば、S1
(t1,t2),S2(t1,t2)は夫々cosω1t1exp(iω2t2
)
(1′) S2(t1,t2) =sinω1t1exp{i(ω2t2+90)} (2′) と表わされる。
尚、この2つのシーケンスによる測定は、測定
条件が異ならないようできるだけ接近した時刻に
行う必要があり、できれば2つのシーケンスによ
る測定が時分割的に並行して行われることが好ま
しい。
条件が異ならないようできるだけ接近した時刻に
行う必要があり、できれば2つのシーケンスによ
る測定が時分割的に並行して行われることが好ま
しい。
[2] 和データ及び差データの作成
上記2つの複素集合データの加算及び減算を行
う。これにより、和データSp(t1,t2)及び差デ
ータSn(t1,t2)が下式の通り得られる。
う。これにより、和データSp(t1,t2)及び差デ
ータSn(t1,t2)が下式の通り得られる。
Sp(t1,t2)
=S1(t1,t2)+S2(t1,t2)
=cos(ω2t2+ω1t1)
+i sin(ω2t2+ω1t1) (3)
Sn(t1,t2)
=S2(t1,t2)−S1(t1,t2)
=cos(ω2t2−ω1t1)
+i sin(ω2t2−ω1t1) (4)
尚、和データと差データの作成は、上述の如く
[1]の測定終了後におこなつても良いが、測定
中に並行しておこなつても良い。そうすれば、測
定終了時点で既に和データと差データの作成が終
了していることになる。
[1]の測定終了後におこなつても良いが、測定
中に並行しておこなつても良い。そうすれば、測
定終了時点で既に和データと差データの作成が終
了していることになる。
[3] 和データ及び差データをt2,t1について2重
フーリエ変換 Sp(t1,t2)及びSn(t1,t2)を先ずt2について
夫々複素フーリエ変換し、Sp(t1,ω2)及びSn
(t1ω2)を得る。
フーリエ変換 Sp(t1,t2)及びSn(t1,t2)を先ずt2について
夫々複素フーリエ変換し、Sp(t1,ω2)及びSn
(t1ω2)を得る。
Sp(t1,ω2)
=exp(iω1t1)×{a(ω2)+id(ω2)} (5)
Sn(t1,ω2)
=exp(−iω1t1)×{a(ω2)+id(ω2)}(6)
ここでa(ω2)は、T(2) 2をω2軸に関する横緩和
時間、ω(2) 0をω2軸の観測周波数に対応した基準の
角周波数とした時下式で表わされ、 a(ω2) =T(2) 2/{1+T(2) 2 2(ω2+ω(2) 0)2} 吸収波形を与える偶数関数である。
時間、ω(2) 0をω2軸の観測周波数に対応した基準の
角周波数とした時下式で表わされ、 a(ω2) =T(2) 2/{1+T(2) 2 2(ω2+ω(2) 0)2} 吸収波形を与える偶数関数である。
又、d(ω2)は下式で表わされ、
d(ω2)=T(2) 2 2(ω2+ω(2) 0)
/{1+T(2) 2 2(ω2+ω(2) 0)2}
分散波形を与える奇関数である。
Sp(t1,ω2)及びSn(t1,ω2)を更にt1について
夫々複素フーリエ変換し、2Dスペクトルデータ
Sp(ω1,ω2)及びSn(ω1,ω2)を得る。
夫々複素フーリエ変換し、2Dスペクトルデータ
Sp(ω1,ω2)及びSn(ω1,ω2)を得る。
Sp(ω1,ω2)
={a(ω1)+id(ω1)}
×{a(ω2)+id(ω2)} (7)
Sn(ω1,ω2)
={a(−ω1)+id(−ω1)}×
{a{ω2)+id(ω2)} (8)
ここでa(ω1)は、T(1) 2をω1軸に関する横緩和
時間、ω(1) 0をω1軸の観測周波数に対応した基準の
角周波数とした時下式で表わされ、 a(ω1) =T(1) 2/{1+T(1) 2 2 (ω1+ω(1) 0)2} 吸収波形を与える偶関数である。
時間、ω(1) 0をω1軸の観測周波数に対応した基準の
角周波数とした時下式で表わされ、 a(ω1) =T(1) 2/{1+T(1) 2 2 (ω1+ω(1) 0)2} 吸収波形を与える偶関数である。
又、d(ω1)は下式で表わされ、
d(ω1)=T(1) 2 2(ω1+ω(1) 0)/{1
+T(1) 2 2(ω1+ω(1) 0)2}
分散波形を与える奇関数である。
ここまでの過程は先に説明した従来方法と変わ
りがなく、従来はこのようにして得られた2Dス
ペクトルデータSp(ω1,ω2),Sn(ω1,ω2)に基
づいて2DNMRスペクトルを表示していた。例え
ば、Sp(ω1,ω2)の実数部a(ω1)a(ω2)−d
(ω1)d(ω2)に基づくスペクトルは先に説明し
た第8図における対角ピークP1,P2となつて現
われる。
りがなく、従来はこのようにして得られた2Dス
ペクトルデータSp(ω1,ω2),Sn(ω1,ω2)に基
づいて2DNMRスペクトルを表示していた。例え
ば、Sp(ω1,ω2)の実数部a(ω1)a(ω2)−d
(ω1)d(ω2)に基づくスペクトルは先に説明し
た第8図における対角ピークP1,P2となつて現
われる。
尚、説明を簡単にするため先に(1),(2)式の実数
部のみに着目したが、実際には説明が省略された
虚数部についても全く同様な演算処理が施され、
それによつて−a(ω1)a(ω2)+d(ω1)d(ω2
)
と表わされる交差ピークP3,P4が対角ピークP1,
P2と対称的に現われる。
部のみに着目したが、実際には説明が省略された
虚数部についても全く同様な演算処理が施され、
それによつて−a(ω1)a(ω2)+d(ω1)d(ω2
)
と表わされる交差ピークP3,P4が対角ピークP1,
P2と対称的に現われる。
同様にSn(ω1,ω2)に基づくスペクトルは第3
図aのようになる。第8図及び第3図a中のいず
れのピークもa(ω)とd(ω)を含むことから、
吸収波形と分散波形が混合された波形になつてし
まうことは避けられない。
図aのようになる。第8図及び第3図a中のいず
れのピークもa(ω)とd(ω)を含むことから、
吸収波形と分散波形が混合された波形になつてし
まうことは避けられない。
本発明は更に以下の処理を付加することを特徴
としている。
としている。
[4] 一方のスペクトルデータをω1に関して周波
数反転 例えばスペクトルデータSn(ω1,ω2)をω1に
関して周波数反転し、Sn(−ω1,ω2)を求める
と、a(ω)が偶関数、d(ω)が奇関数であるこ
とから、Sn(−ω1,ω2)は下式のようになる。
数反転 例えばスペクトルデータSn(ω1,ω2)をω1に
関して周波数反転し、Sn(−ω1,ω2)を求める
と、a(ω)が偶関数、d(ω)が奇関数であるこ
とから、Sn(−ω1,ω2)は下式のようになる。
Sn(−ω1,ω2)
={a(ω1)−id(ω1)}
×{a(ω2)+id(ω2)} (9)
具体的な周波数反転処理は、例えば以下のよう
に行えば良い。
に行えば良い。
即ち、スペクトルデータSn(ω1,ω2)が第2図
に示すようなM行N列のメモリ領域に格納されて
いるとした時、1行目のスペクトルとM行目のデ
ータを交換し、次に2行目のデータとM−1行目
のデータを交換し、以下全データについて同様な
交換処理を施す。このようにして反転したデータ
に基づくスペクトルを表示すれば第3図bのよう
になる。
に示すようなM行N列のメモリ領域に格納されて
いるとした時、1行目のスペクトルとM行目のデ
ータを交換し、次に2行目のデータとM−1行目
のデータを交換し、以下全データについて同様な
交換処理を施す。このようにして反転したデータ
に基づくスペクトルを表示すれば第3図bのよう
になる。
尚、2のベキを基数とする高速フーリエ変換
(FFT)用の2次元データの場合には、例えば以
下のような反転操作を施すことが好ましい。
(FFT)用の2次元データの場合には、例えば以
下のような反転操作を施すことが好ましい。
即ち、第2図に示すようなM行N列のメモリ領
域に格納されたスペクトルデータに対し、1行目
のデータは固定しておき、2行目のデータとM行
目のデータを交換し、以下、3行目のデータとM
−1行目のデータ、4行目のデータとM−2行目
のデータ、……、M/2行目のデータとM/2+
2行目のデータを順次交換する。尚、M/2+1
行目のデータは反転の中心になるため1行目のデ
ータと同じく移動しない。
域に格納されたスペクトルデータに対し、1行目
のデータは固定しておき、2行目のデータとM行
目のデータを交換し、以下、3行目のデータとM
−1行目のデータ、4行目のデータとM−2行目
のデータ、……、M/2行目のデータとM/2+
2行目のデータを順次交換する。尚、M/2+1
行目のデータは反転の中心になるため1行目のデ
ータと同じく移動しない。
[5] 周波数反転したスペクトルデータを他方の
スペクトルデータと加算又は減算 得られた反転データSn(−ω1,ω2)を他方のデ
ータSp(ω1,ω2)と例えば加算し、結合データS
(ω1,ω2)を求める。結合データS(ω1,ω2)は
下式で表わされる。
スペクトルデータと加算又は減算 得られた反転データSn(−ω1,ω2)を他方のデ
ータSp(ω1,ω2)と例えば加算し、結合データS
(ω1,ω2)を求める。結合データS(ω1,ω2)は
下式で表わされる。
S(ω1,ω2)
=Sp(ω1,ω2)+Sn(−ω1,ω2)
=2a(ω1){1(ω2)+id(ω2)} (9)
(9)式の実数部が2a(ω1)a(ω2)と表わされる
ことから分るように、このデータの実数部に基づ
いて表示されるスペクトルピークは第3図cにお
いてP1,P2で示すように純粋な吸収波形になる。
ことから分るように、このデータの実数部に基づ
いて表示されるスペクトルピークは第3図cにお
いてP1,P2で示すように純粋な吸収波形になる。
尚、計算過程は省略するが、(1)、(2)式の虚数部
についても全く同様な演算処理が施され、それに
より2d(ω1)d(ω2)と表わされる交差ピークP3,
P4が対角ピークP1,P2と対称的に現われる。
についても全く同様な演算処理が施され、それに
より2d(ω1)d(ω2)と表わされる交差ピークP3,
P4が対角ピークP1,P2と対称的に現われる。
従つて、本発明によつて得られるスペクトル中
のピークは純粋な吸収波形と純粋な分散波形とな
り、解析が極めて容易となる。しかも、そのため
に新たに加わる処理はデータの反転と加算又は減
算のみであり、従来のNMR装置が備えているプ
ログラムの大幅な変更を必要としない。
のピークは純粋な吸収波形と純粋な分散波形とな
り、解析が極めて容易となる。しかも、そのため
に新たに加わる処理はデータの反転と加算又は減
算のみであり、従来のNMR装置が備えているプ
ログラムの大幅な変更を必要としない。
更に重要なことは、本発明では(9)式の実数部が
2a(ω1)a(ω2)となつていることから分るよう
に、スペクトル強度が従来求めていた(7)式で表わ
される2Dスペクトルデータの2倍になつており、
そのためSN比が√2倍改善されるという大きな
効果が伴せて得られることである。従つて、同じ
SN比であれば積算回数を1/2にすることができ、
測定時間を1/2に短縮することが可能となる。
2a(ω1)a(ω2)となつていることから分るよう
に、スペクトル強度が従来求めていた(7)式で表わ
される2Dスペクトルデータの2倍になつており、
そのためSN比が√2倍改善されるという大きな
効果が伴せて得られることである。従つて、同じ
SN比であれば積算回数を1/2にすることができ、
測定時間を1/2に短縮することが可能となる。
尚、上述した説明では[5]において周波数反
転したスペクトルデータSn(−ω1,ω2)を他方の
スペクトルデータSp(ω1,ω2)と加算したが、両
者の差を求めても良い。ただし、その場合には対
角ピークが純粋な分散波形となり、交差ピークが
純粋な吸収波形になる。
転したスペクトルデータSn(−ω1,ω2)を他方の
スペクトルデータSp(ω1,ω2)と加算したが、両
者の差を求めても良い。ただし、その場合には対
角ピークが純粋な分散波形となり、交差ピークが
純粋な吸収波形になる。
又、上記説明では[4]の説明においてSn
(ω1,ω2)の方を周波数反転した例を示したが、、
Sp(ω1,ω2)の方を周波数反転しSn(ω1,ω2)と
加算又は減算しても全く同様な結果が得られる。
(ω1,ω2)の方を周波数反転した例を示したが、、
Sp(ω1,ω2)の方を周波数反転しSn(ω1,ω2)と
加算又は減算しても全く同様な結果が得られる。
これらのことをまとめると、本発明において
は、2種の測定により得られる集合データS1(t1,
t2),S2(t1,t2)に基づいて {S1(ω1,ω2)+S2(ω1,ω2)} ±{S1(−ω1,ω2)−S2(−ω1,ω2)} (10) 又は {S1(−ω1,ω2)+S2(−ω1,ω2)} ±{S1(ω1,ω2)−S2(ω1,ω2)}(11) なるスペクトルデータが最終的に作成されれば良
く、作成にあたつてのデータの加算あるいは減算
処理、フーリエ変換処理及びデータの反転処理の
順序は任意に選択できる。
は、2種の測定により得られる集合データS1(t1,
t2),S2(t1,t2)に基づいて {S1(ω1,ω2)+S2(ω1,ω2)} ±{S1(−ω1,ω2)−S2(−ω1,ω2)} (10) 又は {S1(−ω1,ω2)+S2(−ω1,ω2)} ±{S1(ω1,ω2)−S2(ω1,ω2)}(11) なるスペクトルデータが最終的に作成されれば良
く、作成にあたつてのデータの加算あるいは減算
処理、フーリエ変換処理及びデータの反転処理の
順序は任意に選択できる。
例えば、上記説明では時間域のデータである集
合データS1(t1,t2),S2(t1,t2)を2重フーリエ
変換により周波数域のスペクトルデータに変換し
た後、ω1軸に関して周波数反転したが、時間域
のデータについてt1軸に関するデータ反転をおこ
なつてS1(−t1,t2),S2(−t1,t2)を求め、次に
前記(11)又は(12)式に対応する {S1(t1,t2)+S2(t1,t2)} ±{S1(−t1,t2)−S2(−t1,t2)}(12) 又は {S1(−t1,t2)+S2(−t1,t2)} ±{S1(t1,t2)−S2(t1,t2)} (13) なる時間域の集合データを作成し、該時間域の集
合データをt1,t2について2重複素フーリエ変換
することにより前記(10)、(11)式で表わされる周波数
域のスペクトルデータを求めるようにしても全く
同じ結果が得られる。この場合、比較的時間を要
するフーリエ変換処理が1回ですむので、処理時
間を短くすることができる。
合データS1(t1,t2),S2(t1,t2)を2重フーリエ
変換により周波数域のスペクトルデータに変換し
た後、ω1軸に関して周波数反転したが、時間域
のデータについてt1軸に関するデータ反転をおこ
なつてS1(−t1,t2),S2(−t1,t2)を求め、次に
前記(11)又は(12)式に対応する {S1(t1,t2)+S2(t1,t2)} ±{S1(−t1,t2)−S2(−t1,t2)}(12) 又は {S1(−t1,t2)+S2(−t1,t2)} ±{S1(t1,t2)−S2(t1,t2)} (13) なる時間域の集合データを作成し、該時間域の集
合データをt1,t2について2重複素フーリエ変換
することにより前記(10)、(11)式で表わされる周波数
域のスペクトルデータを求めるようにしても全く
同じ結果が得られる。この場合、比較的時間を要
するフーリエ変換処理が1回ですむので、処理時
間を短くすることができる。
[実施例]
第4図は本発明を2DNMR測定法の一種である
COSY法に適用して得られた2DNMRスペクトル
を示す。第5図は前述した[3]のフーリエ変換
までの処理で得られた従来の2DNMRスペクトル
である。第5図の従来スペクトルでは吸収波形と
分散波形が混じり合つて解析が困難なスペクトル
になつていたものが、本発明の適用により第4図
のように単純化され極めて解析のし易いスペクト
ルになつていることが分る。
COSY法に適用して得られた2DNMRスペクトル
を示す。第5図は前述した[3]のフーリエ変換
までの処理で得られた従来の2DNMRスペクトル
である。第5図の従来スペクトルでは吸収波形と
分散波形が混じり合つて解析が困難なスペクトル
になつていたものが、本発明の適用により第4図
のように単純化され極めて解析のし易いスペクト
ルになつていることが分る。
そのため、第5図において円で囲んだ部分のス
ペクトルでは交差ピークの同定は困難であるのに
対し、第4図では同じ部分で交差ピークが分離し
て見えており、同定を容易におこなうことができ
る。
ペクトルでは交差ピークの同定は困難であるのに
対し、第4図では同じ部分で交差ピークが分離し
て見えており、同定を容易におこなうことができ
る。
以上、COSY法を例にとり本発明を説明した
が、本発明はNOESY法をはじめ各種2DNMR法
に全く同様に適用することができる。
が、本発明はNOESY法をはじめ各種2DNMR法
に全く同様に適用することができる。
[発明の効果]
以上詳述した如く、本発明によればスペクトル
のピークを純粋な吸収波形及び純粋な分散波形で
表示することができ、しかもSN比を改善するこ
とのできる2次元核磁気共鳴測定方法が実現され
る。
のピークを純粋な吸収波形及び純粋な分散波形で
表示することができ、しかもSN比を改善するこ
とのできる2次元核磁気共鳴測定方法が実現され
る。
第1図は本発明の基本思想を説明するための流
れ図、第2図はスペクトルデータの反転処理を説
明するための図、第3図は本発明により得られる
スペクトルを模式的に示す図、第4図は本発明を
2DNMR測定法の一種であるCOSY法に適用して
得られた2DNMRスペクトルを示す図、第5図は
前記[3]のフーリエ変換までの処理で得られた
従来の2DNMRスペクトルを示す図、第6図は
2DNMR法を行うためのNMR装置の一例を示す
図、第7図は2DNMR測定に用いられるパルスシ
ーケンスを示す図、第8図は従来法で得られるス
ペクトルを模式的に示す図である。 1:磁石、2:試料コイル、3:高周波発振
器、4:可変移相回路、6,7:ゲート、9,1
0:復調回路、11:90゜移相回路、12,1
3:A−D変換器、14:コンピユータ、15:
メモリ、16:パルスプログラマ。
れ図、第2図はスペクトルデータの反転処理を説
明するための図、第3図は本発明により得られる
スペクトルを模式的に示す図、第4図は本発明を
2DNMR測定法の一種であるCOSY法に適用して
得られた2DNMRスペクトルを示す図、第5図は
前記[3]のフーリエ変換までの処理で得られた
従来の2DNMRスペクトルを示す図、第6図は
2DNMR法を行うためのNMR装置の一例を示す
図、第7図は2DNMR測定に用いられるパルスシ
ーケンスを示す図、第8図は従来法で得られるス
ペクトルを模式的に示す図である。 1:磁石、2:試料コイル、3:高周波発振
器、4:可変移相回路、6,7:ゲート、9,1
0:復調回路、11:90゜移相回路、12,1
3:A−D変換器、14:コンピユータ、15:
メモリ、16:パルスプログラマ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a) 準備パルス又はパルス列の照射後展開期
間t1をおいて検出パルス又はパルス列を照射
し、この検出パルス又はパルス列照射後検出期
間t2にわたつて試料からの自由誘導減衰信号を
90゜位相の異なる2つの検出チヤンネルで検出
するというシーケンスを用い、異なつた複数の
t1の値について測定した複数のFID信号から成
る複素集合データS1(t1,t2)を得ること、 (b) 前記(a)におけるシーケンスと同一のシーケン
スで且つ準備パルス又はパルス列と検出パルス
又はパルス列との間の位相が前記(a)におけるシ
ーケンスの場合と90゜異なるシーケンスを用い、
(a)と同一の複数のt1について測定した複数の
FID信号から成る複素集合データS2(t1,t2)を
得ること、 (c) 前記集合データS1(t1,t2),S2(t1,t2)を
夫々t1,t2について2重複素フーリエ変換して
得られるスペクトルデータをS1(ω1,ω2),S2
(ω1,ω2)とし、該S1(ω1,ω2),S2(ω1,ω2)
を夫々ω1軸について反転させたスペクトルデ
ータをS1(−ω1,ω2),S2(ω1,ω2)とした時、 {S1(ω1,ω2)+S2(ω1,ω2)}±{S1(−ω1,
ω2)
−S2(−ω1,ω2)}又は {S1(−ω1,ω2)+S2(−ω1,ω2)}±{S1(ω1
,
ω2)−S2(ω1,ω2)}なるスペクトルデータを作
成すること、 より成る2次元核磁気共鳴測定方法。 2 前記(a)の測定と(b)の測定は時分割的に並行し
て行われる特許請求の範囲第1項記載の2次元核
磁気共鳴測定方法。 3 前記(c)において、前記集合データS1(t1,
t2),S2(t1,t2)を夫々t1軸について反転させた
集合データをS1(−t1,t2),S2(−t1,t2)とした
時、先ず{S1(t1,t2)+S2(t1,t2)}±{S1(−t1
,
t2)−S2(−t1,t2)}又は {S1(−t1,t2)+S2(−t1,t2)}±{S1(t1,t2)
−S2
(t1,t2)}なる集合データを作成し、該集合デー
タをt1,t2について2重複素フーリエ変換するこ
とにより前記 {S1(ω1,ω2)+S2(ω1,ω2)}±{S1(−ω1,
ω2)−
S2(−ω1,ω2)}又は {S1(−ω1,ω2)+S2(−ω1,ω2)}±{S1(ω1
,ω2)
−S2(ω1,ω2)}なるスペクトルデータを作成す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第
2項のいずれかに記載の2次元核磁気共鳴測定方
法。 4 前記(c)において、前記集合データS1(t1,
t2),S2(t1,t2)の和データと差データを求め、
該和データと差データを夫々t1,t2について2重
複素フーリエ変換した後前記 {S1(ω1,ω2)+S2(ω1,ω2)}±{S1(−ω1,
ω2)−
S2(−ω1,ω2)}又は {S1(−ω1,ω2)+S2(−ω1,ω2)}±{S1(ω1
,ω2)
−S2(ω1,ω2)}なるスペクトルデータを作成す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第
2項のいずれかに記載の2次元核磁気共鳴測定方
法。 5 前記(a)の測定と(b)の測定を時分割的に並行し
て行いつつ得られるデータの和と差を求めること
により、測定終了時点で和データSp(t1,t2)=S1
(t1,t2)+S2(t1,t2)及び差データSn(t1,t2)=
S1(t1,t2)−S2(t1,t2)を得、その後該和データ
及び差データに基づいて前記{S1(ω1,ω2)+S2
(ω1,ω2)}±{S1(−ω1,ω2)−S2(−ω1,ω2
)}又
は {S1(−ω1,ω2)+S2(−ω1,ω2)}±{S1(ω1
,ω2)
−S2(ω1,ω2)}なるスペクトルデータを作成す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
2次元核磁気共鳴測定方法。 6 前記和データSp(t1,t2)及び差データSn
(t1,t2)の内いずれか一方のデータと、他方の
データをt1軸について反転させた集合データとの
和又は差を求めることにより、 {S1(t1,t2)+S2(t1,t2)}±{S1(−t1,t2)−
S2
(−t1,t2)}又は {S1(−t1,t2)+S2(−t1,t2)}±{S1(t1,t2)
−S2
(t1,t2)}なる集合データを作成し、該集合デー
タをt1,t2について2重複素フーリエ変換するこ
とにより前記 {S1(ω1,ω2)+S2(ω1,ω2)}±{S1(−ω1,
ω2)−
S2(−ω1,ω2)} 又は {S1(−ω1,ω2)+S2(ω1,ω2)}±{S1(ω1,
ω2)−
S2(ω1,ω2)}なるスペクトルデータを作成する
ことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の2
次元核磁気共鳴測定方法。 7 前記和データSp(t1,t2)と差データSn(t1,
t2)を夫々t1,t2について2重複素フーリエ変換
した後前記 {S1(ω1,ω2)+S2(ω1,ω2)}±{S1(−ω1,
ω2)−
S2(−ω1,ω2)}又は {S1(−ω1,ω2)+S2(−ω1,ω2)}±{S1(ω1
,ω2)
−S2(ω1,ω2)}なるスペクトルデータを作成す
ることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の
2次元核磁気共鳴測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7602285A JPS61234343A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 2次元核磁気共鳴測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7602285A JPS61234343A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 2次元核磁気共鳴測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61234343A JPS61234343A (ja) | 1986-10-18 |
| JPH042898B2 true JPH042898B2 (ja) | 1992-01-21 |
Family
ID=13593197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7602285A Granted JPS61234343A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 2次元核磁気共鳴測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61234343A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2517592B2 (ja) * | 1987-04-15 | 1996-07-24 | 日本電子株式会社 | t▲下2▼−反転による2次元核磁気共鳴測定方法 |
-
1985
- 1985-04-10 JP JP7602285A patent/JPS61234343A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61234343A (ja) | 1986-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |