固态核磁共振光谱学简介-NationalTaiwanUniversity.PDF

固態核磁共振光譜學簡介 Introduction to Solid-State NMR Spectroscopy 陳振中 Jerry Chun Chung Chan 核磁共振是一門用途極為廣泛的光譜學，到目前為止，因核磁共振而得諾貝爾獎的學者已達 六位之多。核磁共振目前有三大分支，分別為液態核磁共振、固態核磁共振及磁共振成像。 本文將集中討論固態核磁共振的一些原理及應用，內容包括多二級結構之測量，玻璃系統 的結構鑑定，及生物礦化的研究。 Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy has a large variety of applications. To date, six scholars have been granted the Nobel prizes because of their NMR based research. There are three sub-disciplines in NMR spectroscopy, viz . the solution-state NMR, solid-state NMR and magnetic resonance imaging. In this short review article, we will briefly discuss some of the common techniques of solid-state NMR and their related applications, including the determination of backbone torsion angle of polypeptides, the structural elucidation of glass systems, and the study of biomineralization. 一、導言 例，幾乎每一精研固態核磁共振的研究小組都有其 特地發展出來的脈衝序列。從儀器的角度考量，固 核磁共振是一門用途極為廣泛的光譜學，到目 態核磁共振中所要求的高功率脈衝、魔角旋轉、快 前為止，因核磁共振而得諾貝爾獎的學者已達六位 速脈衝相位改變，都非一般液態核磁共振儀所能提 之多。核磁共振目前有三大分支，分別為液態核磁 供。固態核磁共振所需之探頭，其直徑達 89 共振、固態核磁共振及磁共振成像。本文將集中討 mm ，使相關的超導磁場造價極高，所以在相同磁 論固態核磁共振的一些原理及應用。相較於液態核 場下，固態核磁共振儀都比液態儀昂貴許多。為使 磁共振，固態核磁共振光譜學在技術及理論背景顯 固態核磁共振更為普及，許多儀器公司都設計出可 得遠為複雜，原因主要是在固態粉末樣品中，與核 用於液態儀的固態核磁共振探頭，但用途僅限於常 磁共振相關的相互作用，其各向異性都會影響圖譜 規實驗。目前商業公司提供的固態核磁共振儀，磁 的解析度。而且不同樣品中的相互作用差異一般都 場強度最高可達 850 MHz ，造價約為新台幣三億 甚大，因此根本不可能發展出一套可以適用於所有 元。 樣品的固態核磁共振方法。以同核雙量子技術為 為何歐美國家願意投入巨額經費於高場固態核 42 科儀新知第二十八卷第三期95.12 磁共振儀的建置？理由很簡單，對非晶態系統或結 d 33 構具某程度不規則性的系統而言，固態核磁共振可