多维NMR间接维非均匀稀疏采样技术的研究

核磁共振（NMR）多维谱可有效减少谱峰重叠，并能直观地揭示核自旋之间的化学键连接及空间距离等重要信息，已成为众多领域不可缺少的谱学工具，但NMR多维实验时间随维度的增加而急剧延长，严重限制了其应用范围，因此关于快速多维NMR技术的研究备受关注。间接维非均匀稀疏采样（ID-NUS）是一种适用性广、分辨率高的快速多维NMR技术，然而其采样点在间接维演化空间中呈不均匀分布，因此无法应用快速傅立叶变换（FFT）作谱图处理，导致ID-NUS实验缺乏高效易用的数据处理方法，阻碍了ID-NUS技术在实际中的推广应用。本项目拟分别从数据处理方法，和间接维采样模式两方面出发，为ID-NUS实验发展新的数据处理技术和采样技术，以提高ID-NUS实验的数据处理效率和谱图质量；并将新方法应用到实际的蛋白质NMR研究中。本项目的实施，将有助于提高间接维非均匀稀疏采样技术的实用性、扩大NMR多维谱的应用范围。

核磁共振（NMR）多维谱可有效减少谱峰重叠，并能直观地揭示核自旋之间的化学键连接及空间距离等重要信息，已成为众多领域不可缺少的谱学工具，但NMR 多维实验时间随维度的增加而急剧延长，严重限制了其应用范围，因此关于快速多维NMR 技术的研究备受关注。间接维非均匀稀疏采样是一种适用性广、分辨率高的快速多维NMR 技术，然而其采样点在间接维演化空间中呈不均匀分布，因此无法应用快速傅立叶变换（FFT）作谱图处理，导致缺乏高效易用的数据处理方法；另一方面，非均匀采样会在谱图中引入伪峰，易于与较弱的信号峰混淆，进而降低谱图质量。我们针对以上两个问题，开展研究，发展了两种NMR非均匀实验数据的谱图处理方法Gridding-FFT与NASR。Gridding-FFT利用卷积运算，将非均匀分布的数据点，重建在均匀正交的网格上，进而使用快速傅立叶变换进行谱图变换，从而显著提高了谱图处理速度（JMR 2010）。NASR技术利用了统计分析中的重采样技术，准确地区分伪峰与信号，并对伪峰进行选择性地抑制，提高了谱图质量（AC 2013）。此项目中发展了两种NMR非均匀实验技术，加快了谱图重建速度，提高了谱图质量，从而为推广快速非均匀采样方法在NMR多维谱中的应用做出了贡献。