低场核磁共振成像分析技术与应用

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1、低场核磁共振成像分析技术与应用陈路平二高杨文，杨培强（上海纽迈电子科技冇限公司）摘要：低场核磁共振成像与分析技术已经广泛应用于食品、农业、石汕化工、多孔材料、生命科学以及聚合物工业领域。低场核磁共振技术是一种快速无损检测技术，该技术主要是借助于水的“无处不在”与“无孔不入”的特性，以水分子为探针，研究样品的物性特征。本文介绍了当前低场核磁共振成像与分析技术的特点，以及在各领域的应用方法与应用成果展示。并为低场核磁的应用进展指出发展方向。关键词：低场核磁共振，驰豫时间，磁共振成像，磁共振分析TechnologyandApplicationofLowFieldNMRandMRI*LupingC

2、hen.YangwenGao,PeiQiangYang（NiumagCoporation）Abstract:Low-fieldmagneticresonanceimagingandanalysistechnologyhasbeenwidelyusedinfood,agriculture,petrochemicals,porousmaterials,lifesciences,andpolymerindustries.Low-fieldNMRtechniqueisarapidnon-destructivedetectionmethod.It'ssensitivetoanalyzesample'

3、sphysicalcharacterforwater'snatureofpervasiveasprobes・Thispapersummarizedtheprogressandadvantagesoflow-fieldmagneticresonanceimagingandanalysistechnology,andfinallygaveitsprospect.・Keywords:LowFieldNMR,RelaxationTime,MRI,NMR低场核磁共振技术是一种快速无损的检测技术，它具有测试速度快、灵敏度高、无损、绿色等优点，已经广泛应用于食品品质分析、种了育种、石油勘探、生命科学和橡

4、胶交联密度等领域。该技术主要是借助于水分子的“无处不在”与“无孔不入”的特性，以水分子为探针，研究样站的物性特征。近儿年已推出手持式小核磁，可用于现场快速检测，大人拓展了低场核磁共振技术的应用范围。1技术原理与应用基础核磁共振（NuclearMagneticResonance,NMR）是处丁•静磁场屮的原子核在另一•交变磁场作用下发生的物理现象。依据磁场强度不同，核磁共振技术可分为高场、屮场和低场三类。英中低场脉冲核磁共振（LF-NMR）成像与分析是一种正在兴起的快速无损检测技术。其场强较低，一般采用永磁体，测试样品介于两磁极Z中心，通过特殊的激励与信号处理即可等到稳定的核磁共振信号。主要

5、的测试参数包括纵向弛豫时间（T1）、横向弛豫时间（T2）、口扩散系数、T1加权成像、T2加权成像以及质子密度加权成像等。低场核磁设备价格较低，体积与重罐较小，易于移动，而且操作简单，易于维护。低场核磁共振技术的研究在国内虽然起步较早，但发展较慢。在核磁共振技术小，检测最为广泛的即是氢质子，以水为代表。氢原子在口然界丰度极高，由其产生的核磁共振信号很强，容易检测。而核磁共振技术中，棊于弛豫时间的差异可快速准确川于检测出样品屮水分的性状以及不同性质水分的含量，以水分子为探针，研究样品的内部物性特征。2应用案例展示35791418202330025020015010050(ouunAJ£QJV)

6、0p2=duJV2.1食品领域水分与食品品质动态相关，食品在冷藏、保鲜、干燥、解冻与速冻过程屮内部水分子都在发牛相应的变化。核磁共振仪可快速准确的检测出样甜内部水分子的含量与相态，从而动态研究食品性状。以下是食品领域的应用案例：图一是将新鲜的鲤鱼放置在-10°C坏境下，放置1周、3周、5周、7周、9周、14周、18周、20周、23周,融化分别对陌鱼肉片进行核磁共振弛豫特性检测O从T2谱图变化中，明显可以看出，随着储藏期的延长，不易流动水不断减少，自由水不断增加，动态的反映了肌原纤维内部水不断迁移到外部空间变成自由水的过程。Tlme(ms)（图一-）鲍鱼冷冻保鲜503500050850033

7、2211Mr腹+蜀用—r—lh・・8h速冻实验在-18°C常规冻藏家中进行，从T2图谱可了解到食品屮并不是所有水分都结成冰晶，仍有一部分结合水处于未冻水状态，通过低温卜-测试样品水分状态，就可以知道未冻水含虽占比，以此研究冻藏过程中未冻水对于货架期的影响。同样低场核磁T2谱也能直观的看到冻融过程中，水分与冰之间的迁移转化过程，哪部分水先结成冰，最先融化的也是这部分，都可以清晰的从图谱中反映出。水分了有固相和液相两种形式，