多量子相干
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多量子同调(Multiple quantum coherence,MQC)现象出现在核磁共振频谱学与磁振造影中,提供一种特殊的对比机制,可以彰显水等分子的异向性(anisotropic)运动。在人体组织中,水分子的非等向性运动常出现在有结构的地方,例如处于肌腱或韧带的胶原蛋白分子间的水分子。
多量子同调可以按阶数分为零量子同调(zero quantum coherence,ZQC)、单量子同调(single quantum coherence,SQC)、双量子同调(double quantum coherence,DQC)、三量子同调(triple quantum coherence,TQC)或更高阶的现象。
寻常磁振讯号来源即为SQC。常见的MQC磁振脉冲序列是将寻常SQC讯号滤除,让其他阶MQC保留,例如DQC;最后再将其他阶MQC成份转为SQC以提供频谱或影像的讯号收取,因此扮演的脚色类似滤器,因此这类现象与相关脉冲序列又被称为多量子滤器(multiple quantum filter,multiquantum filter,MQF)。
原理
[编辑]依照核子自旋,常见的核种可分为自旋1/2(例:1H,氢核,质子)、自旋1(例:2H,重氢,氘)与自旋3/2(例:23Na,钠同位素)等等。自旋1以上的核子即内禀有MQC的特性;而自旋1/2的核子,其自旋需要透过偶极或四极(四重极)间交互作用达到几个自旋间的耦合,才能呈现MQC的特性。
MQC在数学上常采用球张量算符(spherical tensor operator)形式来计算,这样的好处是和磁振脉冲序列能有良好的对应,可以看出每个射频脉冲或时间演化对自旋造成的影响效应。
球张量 | 单一自旋 | 两个自旋 |
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分子内与分子间的多量子同调
[编辑]分子内多量子同调(intramolecular multiple quantum coherence)有别于分子间多量子同调(intermolecular multiple quantum coherence,iMQC)。