延遲一段RD的時間,目 的是為了讓磁化矢量弛豫恢復(fù)過來;接著,脈沖序列的各個模塊依次對樣品進行作用演化, 即選擇出相應(yīng)的分子間零量子相干信號,在間接維演化期^進行信號演化,經(jīng)溶劑壓制模 塊消除強水峰信號,在采樣期t 2采樣最終信號。上述脈沖序列執(zhí)行過程只是對一次的t」司 接維點數(shù)的采樣,對于一個完整三維數(shù)據(jù)需要對上述序列執(zhí)行過程重復(fù)ni次。
[0022] 在步驟6)中,所述相關(guān)的數(shù)據(jù)后處理的過程如下:(a)進行數(shù)據(jù)重構(gòu),得到兩個基 于h,、和1 3時間變量的三維數(shù)據(jù)矩陣,即一個奇回波的三維數(shù)據(jù)矩陣,一個是偶回波的三 維數(shù)據(jù)矩陣;(b)對奇回波三維數(shù)據(jù)矩陣進行反轉(zhuǎn)處理,并將處理后的奇回波三維數(shù)據(jù)矩 陣與偶回波三維數(shù)據(jù)矩陣相加,得到一個合并的三維數(shù)據(jù)陣;(c)對合并的三維數(shù)據(jù)陣進 行三維傅里葉變換,得到一個三維譜;(d)對變換得到的三維譜進行折疊校正處理并作一 次二維平面累積投影,最終獲得一張免于不均勻磁場影響的高分辨率核磁共振二維J分解 譜。
[0023] 本發(fā)明通過脈沖序列的設(shè)計利用分子間零量子相干信號選擇模塊和J調(diào)制采樣 模塊來消除生物組織磁化率變化引起的磁場不均勻性的影響,并通過數(shù)據(jù)后處理重建出二 維J分解譜的化學(xué)位移和J偶合維度,最終獲得生物組織的高分辨二維J分解譜。另外, 通過折疊校正和J調(diào)制信號采樣模塊的結(jié)合,能實現(xiàn)信號的快速采樣。雖然最終的二維J 分解譜圖是從三維數(shù)據(jù)中重建出來,但實際采樣時間只需兩到三分鐘。高分辨二維J分解 譜對于生物組織復(fù)雜代謝物的歸屬分析有著重要應(yīng)用,但由于生物組織磁化率變化引起的 磁場不均勻性,導(dǎo)致常規(guī)二維J分解譜方法難以直接應(yīng)用于這種組織樣品獲得高分辨譜信 息。本發(fā)明能夠克服磁場不均勻性的影響,直接應(yīng)用于生物組織快速獲得高分辨二維J分 解譜信息,且無需繁瑣的勻場操作、復(fù)雜的組織樣品預(yù)處理以及特殊的硬件設(shè)備,可適用于 任意常規(guī)核磁共振波譜儀,為生物組織代謝物分析提供了一種簡便有效的手段。
【附圖說明】
[0024] 圖1為用于生物組織檢測的高分辨率核磁共振二維J分解譜脈沖序列,其中矩形 條為非選擇性η/2和π射頻脈沖,高斯形狀的條形為溶劑選擇性(π/2) 1射頻脈沖,I代 表溶劑,WS為溶劑壓制模塊,斜線填充的矩形塊為沿G方向線性相干選擇梯度,△為回波演 化時間,N為J調(diào)制信號采樣模塊的重復(fù)次數(shù)。
[0025] 圖2為葡萄果肉組織的常規(guī)一維譜,譜線線寬為90Hz。其中一維譜圖中1.1~ 4. 2ppm部分包含葡萄組織代謝物信號,將其強度放大100倍并顯示在一維譜對應(yīng)部分的上 方。
[0026] 圖3為本發(fā)明所提出的方法在同樣的葡萄果肉組織上所獲得的高分辨率二維J分 解譜。
【具體實施方式】
[0027] 本發(fā)明所提出的方法能夠克服生物組織內(nèi)部因磁化率變化引起磁場不均勻的影 響,快速采樣獲得高分辨率二維J分解譜。該方法能省去繁瑣的勻場操作、復(fù)雜的組織樣品 預(yù)處理以及特殊的硬件設(shè)備,可適用于任意常規(guī)核磁共振波譜儀,為生物組織代謝物檢測 分析提供一種簡便有效的方法。本發(fā)明具體實施過程中的各個步驟如下:
[0028] 步驟1,樣品裝樣
[0029] 將所檢測的生物組織樣品裝入核磁試管并將其放入核磁譜儀檢測磁體中。
[0030] 步驟2,常規(guī)一維譜的采樣
[0031] 用核磁共振譜儀自帶的常規(guī)一維脈沖序列采樣得到一張一維譜,由一維譜獲得譜 線的線寬,線寬值反映了所檢測的生物組織樣品磁場不均勻性情況,同時這一線寬值也為 譜寬參數(shù)設(shè)置提供依據(jù)。
[0032] 步驟3,脈沖序列的導(dǎo)入
[0033] 在核磁共振譜儀操作臺上,打開譜儀相應(yīng)的操作軟件,導(dǎo)入事先編譯好的脈沖序 列(如圖1所示),選擇特定的實驗區(qū),然后調(diào)入上述脈沖序列,為下一步操作做準(zhǔn)備。
[0034] 步驟4,脈沖序列參數(shù)設(shè)置
[0035] 首先打開所導(dǎo)入脈沖序列的各個相關(guān)模塊,包括分子間零量子相干信號選擇模 塊、折疊校正模塊、溶劑壓制模塊和J調(diào)制信號采樣模塊。接著根據(jù)檢測樣品實際情況設(shè)置 相應(yīng)的實驗參數(shù),包括直接維譜寬SW、第一間接維譜寬SW1、J調(diào)制信號采樣模塊單個采樣 期時間〖 2及模塊重復(fù)次數(shù)N、間接維演化期t i的點數(shù)ni、序列延遲時間RD、固定延時2 Δ、 JT/2非選擇性矩形脈沖時間、JT非選擇性矩形脈沖時間、(JT/2)1溶劑選擇性高斯脈沖時 間、相干選擇梯度場強度及其作用時間,散相梯度場強度及其作用時間。其中折疊校正譜寬 的設(shè)置可參考步驟2常規(guī)一維譜所獲得譜線的線寬值。
[0036] 步驟5,數(shù)據(jù)采樣。
[0037] 有別于常規(guī)二維J分解譜方法,本發(fā)明可跳過勻場過程,直接執(zhí)行數(shù)據(jù)采樣。具體 過程為:首先脈沖序列延遲一段RD的時間,目的是為了讓磁化矢量弛豫恢復(fù)過來;接著,脈 沖序列的各個模塊依次對樣品進行作用演化,即選擇出相應(yīng)的分子間零量子相干信號,在 間接維演化期h進行信號演化,經(jīng)溶劑壓制模塊消除強水峰信號,在采樣期1 2采樣最終信 號。上述脈沖序列執(zhí)行過程只是對一次的^間接維點數(shù)的采樣,對于一個完整三維數(shù)據(jù)需 要對上述序列執(zhí)行過程重復(fù)ni次。數(shù)據(jù)采樣完成后,執(zhí)行下一步驟,否則繼續(xù)采樣直到采 樣完成。
[0038] 步驟6,數(shù)據(jù)后處理。
[0039] 數(shù)據(jù)采樣完成后,進行相關(guān)的數(shù)據(jù)后處理,具體過程如下:(a)進行數(shù)據(jù)重構(gòu),得 到兩個基于h,丨 2和13時間變量的三維數(shù)據(jù)矩陣,即一個奇回波的三維數(shù)據(jù)矩陣,一個是偶 回波的三維數(shù)據(jù)矩陣;(b)對奇回波三維數(shù)據(jù)矩陣進行反轉(zhuǎn)處理,并將處理后的奇回波三 維數(shù)據(jù)矩陣與偶回波三維數(shù)據(jù)矩陣相加,得到一個合并的三維數(shù)據(jù)陣;(c)對合并的三維 數(shù)據(jù)陣進行三維傅里葉變換,得到一個三維譜;(d)對變換得到的三維譜進行折疊校正處 理并作一次二維平面累積投影,最終獲得一張免于不均勻磁場影響的高分辨率核磁共振二 維J分解譜。
[0040] 以下給出一個具體實施例:
[0041] 將本發(fā)明所提出的方法用于掃描一種生物組織作為一個實施例,用這個具體的實 施例來驗證本發(fā)明在生物組織應(yīng)用中的可行性。實驗所采用的生物組織樣品是葡萄果肉組 織,實驗測試是在一臺Varian 500MHz NMR譜議(Varian, Palo Alto, CA)下進行,整個實 驗過程沒有對葡萄果肉組織進行任何樣品預(yù)處理、沒有進行人為的勻場操作、沒有對改動 任何儀器硬件設(shè)施。按照上述本發(fā)明所提出方法的操作流程,首先用常規(guī)簡單的一維脈沖 序列采樣得到一張一維譜,采樣時為4s,結(jié)果如圖2所示,從這張一維譜可以獲得譜線線寬 為90Hz,譜圖分辨率較低無法獲得有用的譜圖信息。對一維譜I. 1~4. 2ppm包含葡萄果 肉組織代謝物的部分進行信號強度100倍的放大,可以看出代謝物信號峰無法分辨。另外, 強大的水峰信號也進一步阻礙了譜圖的分析。接著,導(dǎo)入編譯好的如圖1所示脈沖序列,打 開脈沖序列的各個相關(guān)模塊,包括分子間零量子相干信號選擇模塊、折疊校正模塊、溶劑壓 制模塊和J調(diào)制信號采樣模塊,設(shè)置實驗參數(shù)。具體對于本實施例所采用的樣品,其實驗參 數(shù)設(shè)置如下:直接維譜寬SW為2500Hz,第一間接維譜寬SWl為300Hz,J調(diào)制信號采樣模塊 單個采樣期時間1: 2為12. 5ms,重復(fù)次數(shù)N為60次,間接維演化期t i的點數(shù)ni為25,序列 延遲時間RD為4s,固定延時2 Δ為72ms,π /2和π非選擇性矩形脈沖時間為12. 3 μ s和 24. 6 μ s,( π /2)1溶劑選擇性高斯脈沖的寬度為10. 5ms,線性相干梯度場強度和時間分別 為10.0 G/cm和I. 2ms,散相梯度場強度為G1= 7. OG/cm和G 2= 18. OG/cm,其作用時間為 I. 0ms。執(zhí)行設(shè)置好的序列,每一次序列執(zhí)行過程,就可以得到一次的間接維h點數(shù)的所對 應(yīng)信號,對這個樣品信號采樣要重復(fù)25次,整個采樣時間僅為2. Omin。
[0042] 數(shù)據(jù)采樣完成后,按照上述步驟6的數(shù)據(jù)后處理過程對所獲得的采樣數(shù)據(jù)進行處 理,最終所獲得葡萄果肉組織的二維J分解譜如圖3所示。從中可以看出,在葡萄組織內(nèi) 部磁化率不均勻磁場影響下,本發(fā)明所提出的方法能夠使大大提高二維J分解譜譜圖分辨 率,其中化學(xué)位移維的線寬由90Hz降低到13. 5Hz,這有利于代謝物信號歸屬,沿J偶合維的 線寬降到2. 5Hz,可實現(xiàn)J偶合信息的準(zhǔn)確檢測。根據(jù)本方法所獲得的二維J分解譜(如圖 3所示),可對葡萄組織代謝物進行詳細(xì)歸屬,根據(jù)本發(fā)明提出方法所獲得的二維J分解譜 對葡萄果肉組