manbet手机版自称是工具制造者的理查德·恩斯特(Richard Ernst)改变了我们聆听原子内部磁性旋律的方式，以至于它成为化学分析中最强大的工具。

manbet手机版在理查德·恩斯特的科学生涯之初，对他来说，和谁一起工作比研究什么更重要。manbet手机版当他在苏黎世的瑞士联邦理工学院(简称ETH-Z)读研究生时，唯一想和他一起写博士论文的人是一位名叫Hans Günthard的物理化学教授，因为他是唯一启发过他的讲师。manbet手机版然而，恩斯特不太清楚他到底应该研究什么，所以他把这个问题放到了Günthard上。manbet手机版“你为什么不研究核磁共振?”manbet手机版Günthard回复说:“这是一个刚刚起步的有趣领域。”manbet手机版对此，恩斯特回答说:“我不知道那是什么。”

manbet手机版但恩斯特接受了Günthard的建议，几乎没有人怀疑他的突破会推动当时物理学中一个有趣的发现，成为生命科学和医学中广泛使用的工具。

manbet手机版核磁共振是核磁共振的缩写，这种现象利用了所有含有奇数个质子或中子的原子核都具有固有磁性的事实。manbet手机版艾萨克拉比manbet手机版1944年，他因展狗万世界杯示无线电波如何探测这些原子的磁性而获得诺贝尔物理学奖。manbet手机版这些原子的原子核就像微型陀螺仪一样，朝着随机方向旋转，并产生自己的磁场。manbet手机版当这些随机旋转的陀螺仪被放置在强磁场中时，它们都会排成一列，用特定频率的无线电波轰击它们，使原子核能翻转或跳跃，而它们跳跃的程度可以测量。

manbet手机版菲利克斯•布洛赫manbet手机版而且manbet手机版爱德华·珀塞尔manbet手机版进一步发展了这一概念，使其可以用于揭示日常液体和固体中的分子身份。manbet手机版当带电的原子核放松到正常状态时，它们以原子核组成的特征方式发射无线电信号。manbet手机版布洛赫和珀塞尔的工作开创了核磁共振光谱学领域，其中从每个核发射的无线电信号在所谓的核磁共振光谱上记录为一系列特定的峰值。manbet手机版这为研究物质结构提供了前所未有的视角。manbet手机版研究人员现在可以利用磁场和无线电波来检查物体中存在的各种原子和同位素，而不会以任何可察觉的方式影响物体的形状或结构。

manbet手机版1952年，瑞典皇家科学院院士哈拉尔德·Cramér在诺贝尔奖晚宴上对布洛赫和珀塞尔的演讲中，将核磁共振中原子核的行为比作一种微妙而精致的乐器，演奏着自己微弱的磁性旋律，人耳听不到。manbet手机版“通过你的方法，”Cramér说，“这种音乐可以被感知，原子的特征旋律可以被用作识别信号。”

manbet手机版峰灵敏度

manbet手机版在物质中聆听音乐无疑会引起恩斯特的共鸣，他在学校时曾在成为化学家还是作曲家之间摇摆不定。manbet手机版20世纪50年代末，恩斯特在Günthard的指导下开始开发核磁共振光谱设备。

manbet手机版然而，在恩斯特完成博士学位的时候，核磁共振光谱学仍然是一种深奥的工具，而不是解决复杂化学结构的首选方法。manbet手机版核磁共振的主要致命弱点是，从这些磁核发出的无线电信号非常微弱，因此实验观察者很难从噪声中区分微弱信号。manbet手机版由于核磁共振的灵敏度低得令人失望，少量的核几乎不可能被探测到。

manbet手机版使核磁共振光谱学更加敏感的任务是一个符合恩斯特日益增长的意识到他想成为一名工具制造商的项目。manbet手机版恩斯特回忆道:“我想做一些最终能卖出去并获得认可的东西。”manbet手机版“吸引我的是这种工程师般的建设性努力，而不是纯粹的科学。”manbet手机版在恩斯特看来，唯一能做到这一点的地方是工业，在那里科学家可以带着明确的商业目标工作。

manbet手机版20世纪60年代初获得博士学位后，他加入了加州瓦里安联合公司。manbet手机版在那里，恩斯特对他的老板韦斯顿·安德森(Weston Anderson)在一种名为“幸运轮”的机械设备上的工作感到兴奋。manbet手机版安德森没有采用通常的方法，将化合物浸泡在缓慢调谐的无线电波中，而是试图开发一种机械发生器，用多个无线电频率来激发原子核，他希望通过并行绘制多个信号来节省时间。manbet手机版这种方法最终被证明是不现实的，但安德森建议恩斯特研究另一种获取并行数据的可能性。

manbet手机版恩斯特并没有让原子核同时受到不同的无线电频率，而是通过使用一系列短而强的无线电脉冲来达到类似的效果。manbet手机版他把所有的信号放在一起，作为每个脉冲后的时间函数。manbet手机版一台计算机将这个复杂的图形转换成传统的核磁共振图形，使用了与x射线晶体学中用于识别分子结构相同的数学计算，一个称为傅里叶变换(FT)的公式。

manbet手机版恩斯特将这种被称为傅里叶变换核磁共振(FT NMR)的新方法比作听钢琴。manbet手机版恩斯特说:“想象一下，你想知道一架旧钢琴的哪些琴弦断了，以及一个接一个地敲击琴键要花费多少时间。”manbet手机版FT NMR就像同时敲击所有88个键，并立即确定哪些键仍在工作。”

manbet手机版组合来自重复无线电脉冲的信号可以提高信噪比。manbet手机版现在化学家可以探测到来自少量物质的微弱信号，或者来自具有磁性核的元素，这些元素在自然界中很罕见，因此丰度很低，比如^{manbet手机版13}manbet手机版C和^{manbet手机版15}manbet手机版N。

manbet手机版恩斯特对核磁共振领域的贡献并没有到此为止。manbet手机版他回到瑞士，成为了ETH-Z核磁共振研究小组的负责人。manbet手机版1971年，恩斯特的第一个研究生从暑期学校回来，告诉他比利时科学家让·吉纳(Jean Jeener)的一个有趣的报告。

manbet手机版核磁共振的另一个特点是，核对无线电波的响应方式不仅取决于其自身的自旋，还取决于相邻核的自旋，因为它们距离足够近，可以被电力和磁力耦合。manbet手机版因此，每个原子核不仅发回关于自身的信息，还报告关于邻近原子的信息。

manbet手机版这一现象惹恼了试图用核磁共振来定义原子核磁自旋的物理学家，因为每个原子核周围的不同原子会从它们的真实值转移峰值。manbet手机版这种让物理学家感到沮丧的现象，被称为“化学位移”，却成为化学家的黄金机会，因为它使他们能够在复杂的有机化合物中确定数十到数百个分子中原子核的精确位置。

manbet手机版然而，一个单一的无线电脉冲，或一个短系列脉冲，不能捕捉和识别这种化学位移的信息。manbet手机版单个无线电脉冲的影响在附近原子核之间的相互作用完全发挥之前就消失了。manbet手机版恩斯特的学生报告了Jeener如何提出了一种通过使用简单的双脉冲序列来捕获更多信息的方法——换句话说，允许相邻核内的复杂相互作用在第一个无线电脉冲击中它之前进化。

manbet手机版Jeener从未进一步发展他的想法，但恩斯特的实验室利用他的原始概念成功地创造了一种被称为二维核磁共振波谱的方法。manbet手机版这种方法以其缩写2D NMR更为人所知，它的工作原理是用不同长度和间隔的无线电脉冲撞击化合物，创建一个复杂的信息表，需要进行两次傅里叶变换才能转换为NMR频谱。manbet手机版这打开了核磁共振的可能性，允许分析核磁共振光谱中极其困难的部分，并有可能找出分子中哪些原子与其他原子紧密相连。

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manbet手机版核磁共振现在可以发展到可以用来识别含有数千个分子的大生物分子的结构的阶段，比如蛋白质。manbet手机版安永的同事manbet手机版库尔特·伍斯里奇manbet手机版(2002年诺贝尔奖获得者)开创了蛋白质的核磁共振分析，这导致核磁共振成为x射线晶体学的重要替代品。manbet手机版核磁共振的优势在于它可以评估蛋白质在溶液中的自然状态，不像晶体学，它要求蛋白质处于晶体形式。manbet手机版二维核磁共振波谱也可以应用于成像，这为磁共振成像的发明铺平了道路，用于医学诊断(manbet手机版2003年诺贝尔奖manbet手机版）.

manbet手机版恩斯特将核磁共振带到新的维度，最终成为化学分析中最强大的工具。manbet手机版恩斯特总是很快地承认其他人在核磁共振这些方法进步的成功发展中所发挥的作用。manbet手机版但就像每个管弦乐队都需要指挥家一样，为了达到和谐的效果，寻找倾听原子内部磁性旋律的新方法需要一位大师的指导。

manbet手机版参考书目

manbet手机版恩斯特,Richard。manbet手机版核磁共振傅里叶变换光谱学。manbet手机版诺贝尔奖演讲，1991年12月9日。

manbet手机版恩斯特,Richard。manbet手机版自传。manbet手机版从manbet手机版诺贝尔奖。manbet手机版狗万世界杯1991年诺贝尔奖

manbet手机版维加科学信托:采访理查德·恩斯特。manbet手机版现代核磁共振技术开发人员(manbet手机版http://www.vega.org.ukmanbet手机版）.

manbet手机版爱德华·m·珀塞尔，核磁研究。manbet手机版诺贝尔演讲，1952年12月11日。