16.7 : 双共振技术：概述

核磁共振（NMR）光谱中的双共振技术能够同时采用两种不同的频率或射频脉冲来对两种不同的核自旋进行操纵和观察。双共振的一个重要应用场景是自旋解耦，它能够选择性地抑制与一种类型的原子核进行耦合，同时还会观察来自另一种核的核磁共振信号，从而使其能够简化光谱并提高分辨率。

自旋解耦通常会通过使用合适的射频（RF）脉冲序列辐照样品原子来进行实现的，这使其能够有效地消除原子与一个核素之间的所有耦合。这一过程不仅简化了观察到的光谱，而且还会使得分析和理解不同原子核之间的关系变得更加容易。

可以将双共振实验分为异核实验和同核实验，这具体取决于两组原子核是属于不同的同位素还是属于相同的同位素。双共振实验还分为选择性实验和非选择性实验，这具体取决于照射频率是只覆盖了谐振频率的一部分还是覆盖了全部的谐振频率。

在非选择性异核解耦的过程中，样品通常会暴露在适当的射频范围之内，从而使其能够消除与一种核素之间的所有耦合。然而，增加的外部场强需要在更宽的频率范围内使用更强的辐照。在某些仪器中，连续辐照所产生的热量足以对热敏感样品造成损坏。

为了能够克服这些问题，可以采用使用一系列脉冲和精确时间延迟的现代方法来消除或调整光谱内的耦合效应，例如 J 调制自旋回波脉冲序列。

例如，附着质子转移（APT）实验可以使用 J 调制自旋回波脉冲序列来聚焦被检测碳信号的相位。附着在偶数个质子上的碳原子在光谱中将会显示为正信号，而与奇数个质子结合的碳原子则会显示为负信号。

它会使用 180° 脉冲质子和宽带解耦的组合来对光谱解析和分配多重性进行简化。180°脉冲质子将会在附着质子转移实验期间作用于质子。它的作用是：重新聚焦因质子和碳之间的相互作用而自然发生自旋耦合的演变过程。

具体来说，当 90° 脉冲产生横向磁化后，180° 脉冲确保了耦合效应在解耦器关闭的初始阶段能够被冻结。这意味着化学位移只在第一个 180° 脉冲之后 1/J 的时间（耦合常数周期）内进行演变。

通过对这一脉冲序列进行仔细计时，便能够在实验中利用碳及其附着质子之间的 J 耦合来对碳进行重复分离。在耦合演化周期（1/J）结束之后，宽带解耦会被打开。这将会消除 J 耦合信号，从而使得每个碳共振的多重谱线能够折叠成单个峰。

解耦的过程能够确保碳信号不会被分裂，从而使其能够根据相位（正或负）（而不是分裂模式）来清楚地对信号进行区分。

附着质子转移技术可以选择性地增强碳信号，从而使其能够为碳质子连通性、附着氢原子的数量和整体分子结构提供宝贵信息。