固体核磁和液体核磁的区别

固体核磁共振技术（SSNMR，SolidState Nuclear Magnetic Resonance）是以固态样品为研究对象的分析技术。在液体样品中，分子的快速运动将导致核磁共振谱线增宽的各种相互作用（如化学位移各向异性和偶极-偶极相互作用等）平均掉，从而获得高分辨的液体核磁谱图；对于固态样品，分子的快速运动受到限制，化学位移各向异性等各种作用的存在使谱线增宽严重，因此固体核磁共振技术分辨率相对于液体的较低。

固体核磁：主要用于难溶物或溶解后结构发生改变的化合物的定性分析.

液体核磁：多用于化合物的定性分析。

简单的讲：样品只要能溶解在某种溶剂, 就考虑检测液体核磁。完全不溶的化合物, 或者刻意探讨四级矩相邻关系的化合物, 才考虑使用固体核磁检查。

最好能溶解的，最好用液体，更能体现分子结构相关性。 

液体核磁样品如果放在某些特定的物理环境下，是无法进行研究的，而其它原子级别的光谱技术对此也无能为力。但在固体中，像晶体，微晶粉末，胶质这样的，偶极耦合和化学位移的磁各向异性将在核自旋系统占据主导，在这种情况下如果使用传统的液态核磁技术，谱图上的峰将大大增宽，不利于研究。

目前已经有一系列的高分辨率固体核磁技术被研发出来。高分辨固体核磁技术包含两个重要概念，即通过高速旋转来限制分子自取向和消除磁各向异性，对于后者，最常用的旋转方式是魔角旋转（Magic angle spirning)，即旋转轴和主磁场的夹角为54.7°。

固体核磁技术常被用于膜蛋白，蛋白纤维和聚合物的结构探究，以及无机化学中的化学分析。但同样可被应用于研究于树叶和燃油。

物质在固态状态下是各向异性的，测得的信号并不稳定，有分辨率等问题。由此发展了魔角旋转等方法，但常规魔角旋转也只有10k左右旋转速率。

液态就没有这种问题，它的分辨率非常高。

相关的常见问题：

1、为什么谱图中出现了明显应该不存在的信号？

核磁测试是一个很客观的测试，如果操作无误，基本不会出现异常信号。如果出现的位置相对主峰对称，这可能就是边带，可以通过改为测试的转速进行确认。如果改变转速后，位置发生变化或者没有了，那就是边带；如果位置不变，那可能是样品的原因，杂质或者是其他。如图所示，第一次测试结果170ppm左右有峰，第二次测试通过改变转速，170ppm左右的峰消失了，证明其实边带。

2、为什么要求样品在300mg左右？

固体核磁测试是把样品装进一个小的转子里在高速旋转的条件下进行测试。如果样品量少，转子内样品不均匀可能无法稳定旋转，进而无法测试；还可能导致测试很久都没有明显信号，特别是碳谱和硅谱的测试。

3、固体核磁中MAS和CP/MAS模式的区别？

针对物质不同，无机物一般是MAS，有机物会用到CP/MAS；

4、固体核磁是否可以与液体核磁数据比较？

固体核磁不能与液体核磁比较。因为固体核磁有谱线增宽效应，既然能溶解，优先测液体核磁。

5、液体核磁和固体核磁的标准物质？内标和外标的区别？

液体核磁内标一般为TMS（二甲基硅烷），固体核磁标准物为金刚烷；

内标是直接加入样品溶液中，外标则是不混入样品溶液，例如检测杂核时，另外置于一核磁管，分别检测，标定化学位移，此法的前提是检测期间磁场没有明显漂移；

6、黑色样品测试固体核磁碳谱要确认哪些信息？

a.是否有磁性？

b.是否100℃以上高温烧过，因为这么高的温度有机碳都挥发了，剩下的黑色的是碳单体，核磁是无法测试的。

7、做液体核磁测试中，样品量需要多少？

a.样品要求：块体或粉体样品10mg以上;液体样品0.5ml以上；液体样自己制备样品尽量少放氘代试剂，保证浓度越大越好。

需要保证样品在指定氧代试剂中有良好的溶解性。

b.特别注意:样品必须要溶解于氘代溶剂中;样品纯度要高于95%,具体样品量需要根据所测核素确定,至少10mg。

c.对于挥发性强和流动性的氘代试剂，建议不要自己制样

样品在运输途中易挥发或者泄漏，造成样品损失。

8、液体核磁出峰不明显是什么原因呢？

核磁峰不明显有可能是元素含量太低导致；特别是杂核元素，建议多准备一些样品，或者延长测试扫谱时间。

9、为什么谱图裂分不是很明显，有时候甚至是几个大包？

可能的原因有几个，一是样品的溶解度不好，二是样品浓度太大，还有可能是样品本身的缘故。

10、元素周期表中所有元素都可以测出核磁共振谱吗?

首先，被测的原子核的自旋量子数要不为零;其次，自旋量子数最好为1/2(自旋量子数大于1的原子核有电四极矩，峰很复杂)﹔第三，被测的元素（或其同位素)的自然丰度比较高(自然丰度低，灵敏度太低，测不出信号)。

11、核磁共振仪有几种探头？

从所测原子核的种类分，有:碳氢探头、碳氢磷氟四核探头、多核探头。还可以分为正向探头(测碳谱的灵敏度高)、反向探头（测氢谱的灵敏度高)、普通探头（每测四次完成一个循环得一个结果）和梯度场探头（(不需要相循环，测—次得—个结果)

12、配制样品为什么要用氖代试剂?怎样选择氖代试剂?

因为测试时溶剂中的氢也会出峰，溶剂的量远远大于样品的量，溶剂峰会掩盖样品峰，所以用氛取代溶剂中的氢，氛的共振峰频率和氢差别很大，氢谱中不会出现氖的峰，减少了溶剂的干扰。在谱图中出现的溶剂峰是氛的取代不完全的残留氢的峰。另外，在测试时需要用氖峰进行锁场。由于氖代溶剂的品种不是很多，要根据样品的极性选择极性相似的溶剂，氖代溶剂的极性从小到大是这样排列的:苯、氯仿、乙腈、丙酮、二甲亚矾、吡啶、甲醇、水。还要注意溶剂峰的化学位移，最好不要遮挡样品峰。

13、什么是三维谱?

三维谱是一个立体图，它的相关峰是立体中间的点，用平面切开这个立体所得的平面图就是二维图。

14、用X射线晶体衍射确定蛋白质的结构与核磁共振法有什么不同?

用X射线晶体衍射确定蛋白质的结构需要先把蛋白质制成晶体，在固体条件下测。核磁共振法要把蛋白质溶解在溶液中，在液体条件下测试。这两种条件测得的结果是不一样的。因为蛋白质在生物体中多以溶液状存在，所以核磁共振法测得的结果更接近实际状态。

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