定量核磁共振波谱法快速测定灭火剂材料中全氟辛烷磺酰基化合物

泡沫灭火剂中全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)的使用受到严格管控.针对灭火剂中PFOS快速测定的需求,建立了基于19F的定量核磁共振波谱(qNMR)检测方法.方法以全氟丁基磺酸钾为标准物质,通过计算全氟丁基磺酸钾的-CF3在化学位移δ-78.94处19F特征峰和PFOS的-CF2在化学位移δ-117.12处19F特征峰的积分面积比值,进而实现PFOS定量分析.经测试,全氟丁基磺酸钾百分含量与定量峰面积线性相关系数为0.9955,检出限为0.024%,定量限为0.080%.8种灭火剂产品的定性测定结果与实际标注情况相吻合,其中4种泡沫灭火剂产品中PFOS含量在0.106%~1.339%之间.研究结果表明,方法受基质干扰小、检测速度快、灵敏度高,可为泡沫灭火剂中PFOS的管控提供可靠的检测方法与数据支撑.

台式小核磁共振波谱法测定聚乙烯密度

以密度梯度柱法测得的线型低密度聚乙烯(LLDPE)试样的密度为标准,建立了台式小核磁共振波谱法(简称小核磁法)测试LLDPE密度的标准曲线,分析了试样存放时间、恒温测试温度、存放温度对小核磁法准确度和重复性的影响。实验结果表明,存放时间60~120 d的LLDPE试样可用作标准试样;恒温温度分别为35.0℃和34.5℃时,小核磁法测得的密度与密度梯度柱法得到的密度较吻合。造粒后LLDPE立即在-23℃下冷冻后可用于建立标准曲线。利用标准曲线,对生产装置取出的试样立刻用小核磁法测试密度,结果满足重复性与准确度的要求。小核磁法测密度快速且可批量测试,节省人力和时间,维护简单,健康环保。利用LLDPE粒料存放时间与小核磁法密度的关系表,可通过小核磁法快速准确测定已知生产时间的LLDPE的密度。

核磁共振波谱实验课程改革的初探

以作者所在课题组合成的螺吡喃(SP-COOH)为例,依托河南理工大学分析测试中心共享平台的核磁共振波谱仪,探索核磁共振波谱实验课程的改革。结合理论知识,讲解核磁共振波谱仪的结构、仪器操作步骤、SP-COOH图谱的解析,使学生掌握核磁共振波谱图的测试方法和MestreNova软件解析图谱的方法。该实验教学改革的初步探索有助于开阔学生的视野、引导学生分析解决问题、增强学生的科研素质,充分发挥核磁共振波谱仪在服务教学、人才培养中的作用。

烟叶果胶糖醛酸结构的固态核磁共振波谱表征

烟叶果胶不同糖醛酸结构的含量分布,对其生理功能和产品品质有着重要影响。为表征烟叶果胶糖醛酸结构,采用固态~(13)C交叉极化/魔角旋转核磁共振波谱技术(^(13)C CP/MAS NMR),以二甲基硅橡胶管为内标物质,建立烤烟烟叶中果胶含量的定量分析方法。选择NMR图谱中果胶C-6区域的波谱峰,应用PeakFit软件进行去卷积分峰处理,实现烟草样品果胶不同糖醛酸结构,即果胶酸(-COOH)、甲酯化果胶(-COOCH_(3))、果胶酸钙盐(-COO^(-))等定性和含量分布的分析表征。应用固态核磁共振波谱分析表征了不同部位9种烟叶样品中的果胶含量及其糖醛酸结构。结果表明,烟叶果胶含量随着烟叶部位上升而逐渐增高。样品烟叶中甲酯化果胶的含量分布均小于50%,属低甲酯化果胶。对比中部烟叶,上部叶的甲酯化果胶含量偏高,下部叶偏低,而上部叶的果胶酸钙盐含量较低,下部叶较高。结果为烟草果胶大分子结构与性能的关系研究,提供准确、简便的技术方法。

核磁共振波谱法测定石油中的组分及性质

核磁共振是基于原子核的物理现象来研究物质的结构和性质,目前核磁共振分析方法大量应用于医疗、化工工业等方面的分析研究。针对石化产品蒸馏装置常一线产品馏程的分析,通过分析建模、人机比对等工作确定了,核磁共振分析方法可以应用于产品的快速分析。同时为进一步扩展其分析应用的范围,将分析项目拓宽为蒸馏、焦化、柴油加氢、加氢裂化、焦化汽煤油加氢等轻质油的密度、全馏程等进行研究。实验设备主要依托DF-NMR-I型离线核磁共振分析仪,分别选取炼厂的蒸馏常一线油品、柴油油品等。相关测定参数参照国家标准方法。通过核磁共振原理,依靠采集油品的氢谱,可以很好地对油品做聚类分析;在大量数据的支撑下,通过建模的技术手段,可以达到对油品性质快速预测的功能,实现分析工作的高效性、高精度、实时性,这将会对化工行业油品分析产生深远影响。

核磁共振波谱技术用于酸枣仁及其成药的掺假鉴别

采用核磁共振波谱技术(NMR)对酸枣仁和混伪品理枣仁进行鉴别研究,通过一系列的比对试验,优化了提取方式并选择了适当的复溶试剂,最终确定了一种快速、可靠、重现性好的鉴别方法。为验证其可靠性,对河北省特有的酸枣仁及其成药进行了重复性测试,结果证明了该方法的一致性和准确性。该研究不仅为其他中药材的快速鉴别提供了坚实的技术支撑,更为药品质量监管增添了必要的技术手段,为保障药品安全有效奠定了坚实基础。

核磁共振波谱法对利托那韦片定性和定量分析

采用核磁共振波谱法对利托那韦片进行定性鉴别和定量分析。核磁共振氢谱(^(1)HNMR)、核磁共振碳谱(13CNMR)、无畸变极化转移增强(DEPT-135)、异核单量子相干谱(HSQC)等对利托那韦片成分进行鉴别。选择利托那韦化学位移8:8.91~8.99ppm处为定量峰,对苯二甲酸二甲酯化学位移8:8.07~8.18ppm处为内标峰,采用定量核磁共振氢谱(qHNMR)测定利托那韦片含量。HNMR、13CNMR、DEPT-135和HSQC结果显示,利托那韦片中成分的化学结构与利托那韦结构式相符。qHNMR方法学专属性高,利托那韦线性范围为5.69~20.02mg·mL^(-1),精密度及稳定性良好,平均回收率为100.77%,qHNMR法测得利托那韦片含量与HPLC法测得结果基本一致。所以建立分析方法可用于利托那韦片定性鉴别和定量分析,为利托那韦片提供了一种准确、快速、简便的质量控制方法。

基于核磁共振测井的页岩油产能分析及甜点评价

吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油水平井产能差异大,各井产水率区别明显,其主控因素尚不清楚,现有甜点分类标准无法满足该区页岩油精细开发的需要,基于核磁共振测井截止值的含油性及可动性解释难以精细识别页岩油甜点。以核磁共振测井和实验室核磁共振测试为基础,基于分频处理、分流体核磁共振测井孔隙结构表征、弹性能排油模拟等技术,精细表征页岩油层中不同类型流体分布;分别刻画油水赋存孔径,建立可动油量评价模型,对流体赋存、孔径分布、可动油量等进行定量表征;结合单井试油和生产数据,明确水平井产能控制因素。研究表明:大孔轻质组分占比、可动油孔隙度与水平井产能的相关性明显优于孔隙度、含油饱和度和核磁可动油孔隙度;水影响指数则反映地层水对页岩油流动的影响程度,该值越小,相同可动油孔隙度下水平井产能越高、含水率越低。以大孔轻质组分占比、水影响指数和可动油孔隙度为指标,将页岩油油层划分为3类,由Ⅰ类至Ⅲ类油层,日产油量快速减小,含水率明显升高,可作为芦草沟组页岩油甜点精细评价的依据。

随钻核磁共振仪器缩短回波间隔方法优化设计

核磁共振测井是一种直接探测储层孔隙流体性质的地球物理方法,随钻核磁共振技术是在钻井过程中实时获得油气藏评价参数的技术方法.面对复杂油气藏中随钻核磁共振测量问题,通过缩短脉冲序列的回波间隔,可以减少仪器测量时间,能够获得快速衰减的短弛豫组分,实现储层孔隙结构的精细表征.本文提出了一种多级能量泄放方法,能够逐级降低天线品质因数,缩短天线恢复的死区时间,在不改变回波采集信噪比的情况下,实现脉冲序列的短回波间隔采集系统设计,并在随钻核磁共振测井仪器实验样机上进行了测试验证.测试结果表明,仪器回波信号信噪比良好,振铃噪声与回波信号区分明显,测试结果与模拟仿真结果一致,能够实现短回波间隔数据采集,验证了方法的有效性和实用性.

基于低场核磁共振技术进行黄酒发酵进程监测及品牌的分析

该文对不同发酵阶段的黄酒样品进行低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)检测,比较了陈酿时间、酒精度和品牌对黄酒低场核磁弛豫特性的影响,最后对9个品牌黄酒的LF-NMR弛豫信息进行了主成分分析。结果表明,发酵后样品的单组分弛豫时间(T_(2W))显著缩短,而陈酿后黄酒的T_(2W)又相对延长。多组分弛豫图谱(T_(2))表明,对照组和浸米样品均只有1个峰。发酵后样品的T_(2)图谱均出现2个峰。从第一次发酵到煎酒期间,T_(21)和T_(22)不断缩短,而陈酿期间T_(21)和T_(22)相对延长。同一品牌及陈酿时间的黄酒,酒精度越大,体系的T_(2W),T_(21)和T_(22)越短;同一品牌及酒精度下,陈酿时间仅对T_(21)有一定影响。不同品牌黄酒因酿造工艺的区别而使弛豫分布有一定特点。主成分分析表明,不同酒精度、陈酿时间、品牌及种类的黄酒的弛豫特性的PCA分布及间距不同。说明应用LF-NMR技术可实现对不同工艺生产的黄酒的快速辨别。

页岩核磁共振横向弛豫时间与孔径分布量化关系及应用

核磁共振横向弛豫时间(T2)常用于表征页岩的全孔径分布特征。为确定T2谱与页岩孔径的量化关系,选取济阳坳陷沙河街组7块页岩样品进行低温氮吸附、核磁共振实验。利用T2几何平均值和孔隙比表面积、孔隙体积之间的关系式,获得T2谱计算孔径分布的关键参数——表面弛豫率。7块页岩样品的表面弛豫率为1.52~3.06 nm/ms,平均值为2.53 nm/ms。由表面弛豫率计算的孔径分布结果与低温氮吸附的NLDFT模型计算结果相似度高,证实了页岩表面弛豫率确定方法和取值的合理性。利用上述方法确定了济阳坳陷典型页岩薄层的孔径分布,结合储层物性和地球化学分析结果,认为页岩中泥质薄层主要起到生-储作用,而纤维状方解石薄层、粉晶方解石薄层和长英质薄层则可以作为储-渗通道。在研究页岩油微观富集、流动机制及评价页岩油“甜点”时,需细化分析不同薄层的孔径分布特征及其生-储-渗作用。

基于不同维度低场核磁共振技术的大豆含油率检测与判别

大豆含油率的高低直接影响榨油与育种结果。为探究大豆含油率的最佳检测方法与构建含油率高低判别模型,该研究基于不同维度低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术,以国标法为对照,利用LF-NMR波谱和LF-NMR含油含水率软件检测大豆含油率;核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)结合深度学习,建立大豆含油率高低判别模型。引入低场二维核磁共振(low field two-dimensional nuclear magnetic resonance,LF-2D-NMR)技术,定性分析一维波谱中信号重叠无法区分组分的问题。试验结果表明,LF-NMR含油含水率软件能快速准确检测大豆含油率,T1-T2二维核磁图谱成功解决了自由水和油信号重叠问题。利用U-net++深度学习模型对MRI成像的矢状面、冠状面、横截面以及三面混合数据集进行训练,其中横截面评价指标与其他数据集相比更优,语义分割部分中平均交并比(mean intersection over union,mIoU)约0.9058,全局准确率0.9980,训练后的模型能够将MRI图像识别并分割,快速判别大豆含油率高低。试验证明,LF-NMR及MRI能够快速无损掌握大豆含油率信息,为大豆的高油育种提供了新思路和技术支持。

核磁共振谱仪升级改造实践与成效

核磁共振谱仪是有机化合物结构鉴定的通用表征设备.核磁共振谱仪的特点在于磁体稳定,而机柜和工作站等硬件随着时间推移逐步老化,导致故障频发,并且随着仪器软件和探头硬件的不断更新换代,原有仪器存在配置不齐、功能不全等问题.在教育部改善基本办学条件专项资金以及学校各部门的大力支持下,天津大学分析测试中心顺利完成核磁共振谱仪的升级改造,优化了资源配置,增加了仪器功能,并完善了基础设施.实践成效表明,仪器升级改造后促进了仪器的功能开发利用,提升了工作效率,进一步提高了开放共享水平.

月经相关性偏头痛患者脑代谢的磁共振波谱研究

目的采用氢质子磁共振波谱成像研究月经相关性偏头痛(MRM)不同状态下脑代谢情况,并探讨其与临床特征及雌激素孕激素的相关性。资料与方法招募2019年4月—2022年8月河南科技大学第一附属医院神经内科门诊确诊的MRM患者36例,同时招募年龄和受教育程度相匹配的正常女性29例。采用氢质子磁共振波谱成像分别于发作间期(卵泡后期)、发作期(围月经期)检测内侧前额叶皮层(mPFC)和丘脑的主要代谢物N-乙酰天门冬氨酸、γ-氨基丁酸(GABA)、谷氨酸复合物(Glx)和胆碱(Cho)与肌酸(Cr)的比值。每次MRI成像当天同时采集静脉血检测雌激素孕激素水平。比较发作间期、发作期各脑区两组间代谢物比值及激素水平、围月经期激素下降率的差异,同时观察MRM组从发作间期到发作期脑代谢的变化。结果MRM患者较正常人卵泡后期、围月经期雌激素孕激素水平及围月经期雌激素孕激素下降率均无显著差异(P>0.05)。在发作间期,MRM组左侧mPFC Cho/Cr较对照组降低(U=-2.957,P=0.003),且与发作频率呈负相关(r=-0.398,P=0.018)。在发作期,MRM组左侧mPFC GABA/Cr较对照组降低(U=-2.015,P=0.044),左侧丘脑Glx/Cr较对照组升高(t=2.213,P=0.033),上述结果与临床特点均无显著相关性(P>0.05)。MRM患者从发作间期到发作期GABA/Cr未发生显著变化(P>0.05),而右侧丘脑Glx/Cr显著升高(t=-2.181,P=0.038),右侧丘脑Cho/Cr显著升高(Z=-2.414,P=0.016)。结论MRM患者存在与正常人不同的脑代谢情况,且伴随头痛发作存在脑代谢的变化,但本研究未发现与月经周期相关雌激素孕激素的差别,其神经机制仍需进一步研究。

磁共振波谱成像联合弥散加权成像在早产儿脑白质损伤诊断及预后评估中的应用

目的探讨磁共振波谱成像(MRS)联合弥散加权成像(DWI)在早产儿脑白质损伤早期诊断以及其预后评估中的应用价值。方法选取2021年1月-2023年1月102例脑白质损伤早产儿作为病例组,同期选取98例非脑白质损伤早产儿作为对照组,记录两组早产儿相关临床指标,并在出生后7d实施MRS、DWI检查,比较两组MRS代谢指标、DWI参数差异,使用点二列相关性检验MRS代谢指标、DWI参数与早产儿脑白质损伤的关系,并绘制受试者工作曲线(ROC)分析MRS联合DWI对早产儿脑白质损伤的早期诊断价值。予以病例组患儿长期随访,在矫正年龄6个月时使用Gesell发育诊断量表将患儿分为预后不良组与预后良好组,比较并分析2组患儿MRS代谢指标、DWI参数对早产儿脑白质损伤预后的评估价值。结果病例组N-乙酰天冬氨酸(NAA)、NAA/Cr、rADC明显低于对照组,肌酸(Cr)明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。经点二列相关性检验显示NAA、NAA/Cr、rADC与早产儿脑白质损伤存在负相关关系(r<0,P<0.05);Cr与早产儿脑白质损伤存在正相关关系(r>0,P<0.05)。绘制ROC显示NAA、Cr、NAA/Cr以及rADC对早产儿脑白质损伤诊断具有较低的诊断价值,AUC分别为0.629、0.630、0.605、0.603;MRS联合DWI具有良好的诊断价值,AUC为0.713。随访结果显示102例患儿中21例为边缘状态,53例为发育异常,共74例为预后不良组,另28例发育良好为预后良好组。预后不良组患儿NAA、NAA/Cr、rADC明显低于预后良好组,Cr明显高于预后良好组,差异有统计学意义(P<0.05)。经点二列相关性检验显示NAA、NAA/Cr、rADC与脑白质损伤患儿预后不良存在负相关关系(r<0,P<0.05);Cr与预后不良存在正相关关系(r>0,P<0.05)。绘制ROC曲线显示NAA、NAA/Cr以及rADC对脑白质损伤患儿预后具有较低的评估价值,AUC分别为0.641、0.639、0.688;Cr、MRS联合DWI对脑白质损伤患儿预后具有良好的评估价值,AUC分别为0.755、0.833,以联合评估价值最高。结论MRS联合DWI对早产儿脑白质损伤以及其预后均有良好的评估价值。

二维核磁共振评价页岩流体饱和度实验仿真

二维核磁共振(2D NMR)T_(1)-T_(2)测量在页岩油勘探中具有重要优势,但其数据处理与解释过程复杂,涉及抽象的理论知识。设计了一套基于Matlab图形用户界面的2D NMR T_(1)-T_(2)谱储层流体识别与饱和度评价实验仿真。仿真系统包括地层T_(1)-T_(2)谱模型构建、回波数据正演、回波数据反演以及流体识别与饱和度评价模块。通过输入不同参数,模拟得到页岩地层的T_(1)-T_(2)谱模型、回波数据、T_(1)-T_(2)谱反演结果以及页岩储层流体识别与饱和度评价结果。实验以直观、实用的方式向学生展示了基于2D NMR T_(1)-T_(2)谱的页岩储层流体识别与饱和度评价过程,增强学生对NMR数据处理与解释方法的理解,提高NMR教学效果。

核磁共振测井对致密砂岩储层进行有效性表征及分级预测

以鄂尔多斯盆地安塞地区三叠系致密砂岩油层为例,利用两个截止值将岩石孔隙空间划分为小尺寸孔隙、中等尺寸孔隙和大尺寸孔隙3部分,分别计算了小尺寸中等尺寸和大尺寸孔隙占整个岩石孔隙尺寸的百分比。结合核磁孔隙度、核磁共振T_(2)几何均值,构建了反映致密砂岩储层孔隙结构差异的有效性指数,利用其直观定量表征目标储层的有效性。分析了储层有效性指数与米采液指数之间的对应关系,利用其将目标储层划分为3类。

基于低场核磁共振的预包装即食牛肉保质期预测模型研究

目的:开展预包装即食牛肉保质期快速、准确和无损的预测方法研究,对于保障产品货架期安全具有重要意义。方法:以预包装即食牛肉为分析对象,采集样品低场核磁H质子的T2弛豫时间,建立即食牛肉水分含量定量分析模型,结合样品感官接受性等建立预包装即食牛肉保质期预测模型。结果:预包装即食牛肉低场核磁谱图横向弛豫时间可较好地反映出随着贮存时间的延长航天即食牛肉的品质变化。建立了即食牛肉含水量预测模型,模型的预测误差小于4%;建模集相关系数(r)为0.9405,校正标准差(RMSECV)为34.5,相对分析误差(RPD)为3.1,对10个分别贮存一定时间但未参与建模的样本分别进行距离货架期终点的预测,预测结果与实测值的的相关性达0.99,预测结果的误差范围为0.7%~9.9%,RMSEP为13.6,预测模型的精确度满足货架期预测的精度要求。结论:低场核磁共振技术在预包装即食牛肉产品保质期预测方面具有应用潜力。

高倍数水驱砂岩中原油黏度、岩心润湿性时变规律核磁共振实验

根据模拟原油黏度与横向弛豫时间谱几何平均值的变化关系,建立了模拟原油黏度预测模型,并结合高倍数水驱核磁共振(NMR)实验实现了孔隙介质中模拟原油黏度的时变规律定量表征;基于核磁共振弛豫理论推导出新的NMR润湿性指数计算公式,结合砂岩岩心高倍数水驱实验,定量表征了水驱过程岩石润湿性的时变规律。研究表明:岩心中剩余油黏度与过水倍数正相关,过水倍数较低时剩余油黏度升高速度较快,过水倍数较高时剩余油黏度升高速度趋缓。剩余油黏度的变化与储层非均质性相关,储层均质性越强,剩余油中重质组分含量越高,黏度越高。注水后储层润湿性将发生改变,亲油储层向亲水储层转变,亲水储层则亲水性更强,且改变程度随过水倍数增加而增强。原油黏度的时变性与润湿性的时变性具有很高的关联性,原油的黏度变化不可忽略,考虑模拟原油黏度变化时计算得到NMR润湿性指数与测试Amott(自吸法)润湿性指数更具有一致性,更加符合储层润湿性时变规律。

基于差分结构的地面核磁共振数据噪声压制技术

地面核磁共振(surface nuclear magnetic resonance,SNMR)技术是一种可直接定性定量探测地下水的非侵害式地球物理方法,已广泛应用于资源勘探、地质灾害预警和环境检测等方面。但在实际应用中,复杂的环境噪声导致微弱的SNMR信号常常被淹没,很难获取有效的SNMR信号。针对这一问题,本文提出了一种基于差分结构的SNMR数据噪声压制技术,采用两个接收线圈等距设置在发射线圈上下位置。这种分布可以实时抵消大部分环境噪声以及消除收发线圈耦合影响。理论建模和仿真结果验证了新方法能够有效压制噪声,并可靠获取到早期自由感应衰减(free induction decay,FID)信号。