核磁共振數(shù)據(jù)JCAMP-DX存取和譜自動(dòng)相位校正研究.pdf

1、核磁共振(NMR)技術(shù)作為一種先進(jìn)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析手段，在化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，NMR技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，但在硬件和軟件上仍有許多需要完善的地方。本論文主要討論NMR數(shù)據(jù)處理中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和自動(dòng)相位校正兩方面的問題。 由于不同廠商生產(chǎn)的NMR譜儀采用不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，即使同一家公司生產(chǎn)的譜儀也有多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，因此不同NMR數(shù)據(jù)之間的交換，一般要通過專業(yè)NMR軟件才能實(shí)現(xiàn)。這種情況不利于N

2、MR的發(fā)展。JCAMP-DX的出現(xiàn)正是為了解決這樣的難題。JCAMP-DX是一種譜學(xué)數(shù)據(jù)交換的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，目的是實(shí)現(xiàn)不同存儲(chǔ)格式的譜學(xué)數(shù)據(jù)的交換。JCAMP-DX5.00已成功應(yīng)用于NMR領(lǐng)域。但隨著NMR技術(shù)的進(jìn)步，JCAMP-DX5.00已不能滿足NMR發(fā)展的需要，因此確定新的標(biāo)準(zhǔn)顯得十分必要。本論文基于JCAMP-DX6.00草案與JCAMP-DX5.00之后國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)發(fā)布的多個(gè)對(duì)NMR的規(guī)范討論了NMR

3、的JCAMP-DX6.00需要改進(jìn)的部分內(nèi)容，提出了NMR的JCAMP-DX6.00的軟件實(shí)現(xiàn)方案，并用Java JDK1.6對(duì)其進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。 核磁共振的FID信號(hào)經(jīng)快速傅立葉變換后得到的譜圖由于存在相位偏差，通常表現(xiàn)為非純吸收線形。相位校正即是計(jì)算NMR譜圖的相位偏差，再將計(jì)算結(jié)果用于校正譜圖相位的過程。相位校正是NMR數(shù)據(jù)處理必不可少的步驟。本論文研究了色散吸收(dispersion absorption，DISPA)線形分

4、析法、擴(kuò)展色散吸收(extended dispersion absorption，eDISPA)、熵最小化等多種常見的自動(dòng)相位校正方法，分析了這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，建立了自己的數(shù)據(jù)點(diǎn)選擇方法，構(gòu)造了與相位校正相關(guān)的目標(biāo)函數(shù)。基于該目標(biāo)函數(shù)，我們提出了兩種新的自動(dòng)相位校正方法。一種是方向加速自動(dòng)相位校正，使用方向加速法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行二維優(yōu)化，計(jì)算譜圖的相位偏差，實(shí)現(xiàn)了方向加速自動(dòng)相位校正。另一種為自動(dòng)支點(diǎn)相位校正，模擬支點(diǎn)手動(dòng)相位