异核极化转移在液体和旋转固体核磁共振中的自旋锁定态与反纵向自旋态间的作用
近期,庞等人报道了一种适用于三自旋体系的新型极化转移方案,该方案通过旋转坐标系下类似交叉效应的核磁共振机制,能够在单晶中实现如两个13C与一个15N之间的极化转移。本工作将该方案进一步拓展至魔角旋转(MAS)条件下的粉末核磁共振及溶液核磁共振体系。研究发现,在上述所有情况下,二阶平均哈密顿量均能在非等价耦合的丰核自旋(如两个1H)处于反纵向磁化态时,将其极化转移至稀核自旋(如一个13C)的自旋锁定磁化状态。研究团队针对液体和固体体系推导了这类三自旋(S1-S2)向I转移的平均哈密顿量,其定量结果与数值模拟及实验数据高度吻合。当I自旋的射频辐照场与S1-S2化学位移差匹配时,在最佳转移条件下可获得等于旋磁比比值的最大极化增强;正如研究所示,对于粉末固体中的13C及溶液中的多自旋体系,实际可有效获取约该最大值一半的增强效果。所有此类过程均呈现振荡特性,意味着稀核自旋的横向自旋锁定极化可转化为丰核自旋的反纵向磁化——而无需对后者施加任何脉冲。研究还探讨了多体相互作用、射频场不均匀性以及其他相干态干扰在这些新型交叉极化过程中的作用,并通过实验与模拟进行了例证。

