核磁共振 | 合法醫療器材資訊網

根據物理學原理當外加射頻場的頻率與原子核自旋進動的頻率相同的時候，射頻場的能量才能夠有效地被原子核吸收，為能階躍遷提供助力。因此某種特定的原子核， ...

核磁共振（NMR，Nuclear Magnetic Resonance）是基於原子尺度的量子磁物理性質。具有奇數質子或中子的核子，具有內在的性質：核自旋，自旋角動量。核自旋產生磁矩。NMR觀測原子的方法，是將樣品置於外加強大的磁場下，現代的儀器通常採用低溫超導磁鐵。核自旋本身的磁場，在外加磁場下重新排列，大多數核自旋會處於低能態。我們額外施加電磁場來干涉低能態的核自旋轉向高能態，再回到平衡態便會釋放出射頻，這就是NMR訊號。利用這樣的過程，可以進行分子科學的研究，如分子結構、動態等。

1924年，沃爾夫岡·包立（Wolfgang Ernst Pauli）提出了「包立不相容原理」，即沒有兩個電子可以在同一時間共享相同的量子態[1]。這對於後來發現核磁共振現象，並完善核磁共振理論原理非常重要，包立也因此獲得了1945年的諾貝爾物理學獎[2]。1925年，喬治·尤金·烏倫貝克（George Eugene Uhlenbeck）和塞繆爾·亞伯拉罕·古德斯米特（Samuel Abraham Goudsmit）受「包立不相容原理「啟發，提出了原子自旋概念[3]。接下來，包立在烏倫貝克與古茲密特工作的基礎上，完善了原子自旋描述的「包立矩陣」[4]。

1939年，伊西多·艾薩克·拉比（Isidor Isaac Rabi）通過試驗高溫蒸發後的物質觀測到了核磁共振現象，但是這種高溫蒸發過程破壞了凝聚物質的宏觀結構，因而在實際應用中受到了很大的限制。儘管如此，拉比還是因這一發現獲得了1944年的諾貝爾物理學獎[5]。1945年底，美國哈佛大學的愛德華·米爾斯·珀賽爾（Edward Mills Purcell）在石蠟樣品中觀測到穩態的核磁共振信號。1946年初，史丹福大學的費利克斯·布洛赫（Felix Bloch）在水中觀測到了穩態的核磁共振現象，珀賽爾與布洛赫因為這一發現而分享了195...