nmr波譜儀是利用核磁共振(nmr)現(xiàn)象測(cè)定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的儀器。它基于核磁共振現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)樣品中核磁共振信號(hào)的測(cè)量，得到樣品的結(jié)構(gòu)和化學(xué)環(huán)境等信息。通過(guò)測(cè)量核磁共振信號(hào)，得到樣品分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)和環(huán)境等信息，為化學(xué)、生物和材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究提供了有力的支持。
核磁共振是指在強(qiáng)磁場(chǎng)中，具有核自旋的原子核能夠吸收射頻輻射并發(fā)生能級(jí)躍遷的一種現(xiàn)象。當(dāng)核自旋以特定的共振頻率吸收射頻輻射時(shí)，被吸收的能量與核自旋所處的磁場(chǎng)強(qiáng)度、共振頻率和核自旋的旋轉(zhuǎn)角度等有關(guān)。根據(jù)這些規(guī)律，可以通過(guò)射頻信號(hào)和磁場(chǎng)改變來(lái)計(jì)算出樣品中的核自旋數(shù)量和許多物理化學(xué)參數(shù)。
nmr波譜儀包含一個(gè)超導(dǎo)磁體、一系列射頻線圈和探頭，以及一個(gè)電子學(xué)系統(tǒng)。超導(dǎo)磁體產(chǎn)生強(qiáng)大而均勻的磁場(chǎng)，通常為1.5到23.5特斯拉。此外，磁場(chǎng)梯度線圈可產(chǎn)生增加或減小磁場(chǎng)的局部梯度，從而產(chǎn)生不同區(qū)域的敏感性。在樣品引入nmr波譜儀后，它位于磁場(chǎng)中。一個(gè)帶有一定脈沖寬度和幅度的射頻信號(hào)經(jīng)由主電子學(xué)控制系統(tǒng)引導(dǎo)，并傳輸?shù)綐悠穬?nèi)部的射頻線圈。這些信號(hào)將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度使核自旋在共振頻率處吸收能量并發(fā)生躍遷。
被吸收的能量可以通過(guò)監(jiān)測(cè)樣品中放出的信號(hào)大致確定, 探頭接收吸收信號(hào)并在電子學(xué)系統(tǒng)中解釋處理。分析過(guò)程會(huì)生成一個(gè)nmr光譜圖，該圖顯示出化合物對(duì)應(yīng)的吸收峰位以及核的化學(xué)位移值的大小，從而反映了化合物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及所需要了解的許多物理化學(xué)參數(shù)。