核磁共振(NMR)谱广泛应用于有机化合物与生物大分子的结构与反应动力学研究。借助于化学位移和J偶合裂分等信息,NMR能给出精细的分子水平的信息。要获得谱图的精细结构需要有高度均匀的静磁场,其空间变化率一般应低于10-9。然而,在许多情况下实验无法处于理想条件。为了获得均匀的磁场,一些研究者提出使用定制的射频线圈以匹配不均匀的静磁场,或采用梯度场和射频场共同作用以抵消由静磁场不均匀产生的相位。这些方法都需要事了解静磁场的空间分布。本文利用空间编码超快速2D NMR谱技术和分子间多量子相干信号特性,开发了不均匀磁场下超快速获得高分辨1D和2D NMR谱新技术,主要研究成果有：　　 ⑴系统研究了恒时相位调制空间编码演化期信号特点,首次发现空间编码演化期结束后相位受到z方向调制的自旋能产生远程偶极场,由远程偶极相互作用产生的分子间多量子相干信号在采样期能被空间解码梯度场解调。在此基础上,提出了基于分子间零量子相干的空间编码超快速高分辨1D谱方法,通过偶极场理论和积算符公式相结合的方法推导出完整的信号表达式,深入研究了新方法在磁场不均匀性沿不同方向时获得高分辨NMR谱的能力,并用实验进行了验证。　　 ⑵根据分子间零量子相干信号特点,提出了新的空间编码模块,从而通过二次扫描即可获得不均匀场下高分辨2DJ分解谱。实验结果验证了这一方法的有效性。考虑到低浓度样品的水峰压制问题,本文提出了具有压水峰功能的新序列,同时用低浓度样品验证了该序列的实用性。与2009年发表在Science杂志上的不均匀场下高分辨2D类J分解谱方法相比,由我们的方法得到的谱能提供更丰富的信息,并且更直观易解；与本研究小组提出的通过3D新型采样再投影获得高分辨2D谱方法相比,采样时间从几个小时减少到几秒。　　 ⑶利用空间编码超快速2D NMR方法获得分子间多量子相干信号时,灵敏度低是最大的问题之一。本文提出在空间编码演化期仅激发溶剂峰自旋的方法来提高信噪比。该方法一方面降低了对间接维谱宽的要求,另一方面利用溶质自旋没有经过空间编码演化期从而不会因梯度场扩散效应而衰减的特性来提高信噪比。此外,序列中采用简单的双量子滤波和组合脉冲以实现良好的水峰压制效果。猪脑实验证明了新方法能够明显地提高灵敏度并获得有效的水峰压制。该方法可望在活体NMR中得到应用。我们将该方法扩展到2D COSY谱,以获得更有价值的频谱信息。