核磁共振的原理

　　NMR(核磁共振)nuclear magnetic resonance。A phenomenon in which transitionsin the magnetic energy states of the nuclei of atoms are induced when the atoms are placed in a static magnetic fieldand subjected to an oscillatory magnetic field, perpendicular to the static field, and oscillating at some characteristic radio frequency.

　　簡單的說就是，處于一個靜磁場中的核子(質子和中子)，會由于磁場的作用而處于不同的能量狀態，當一個外界的擺動的磁場來擾動處于“平衡”狀態的核子時，吸收了能量的核子就會從不同的能級之間要遷，并再此過程中會釋放出能量。而放出的能量被檢測到之后，經過分析和計算就可以得到蛋白質內部的原子的結構信息。

　　進一步解釋一下：首先不是所有的原子都是有NMR現象的，也不是具有了NMR現象就可以用于蛋白結構解析。象O16，C12是沒有核磁共振現象的(偶數的質子中子和偶數的電子)，象H2，N14，NMR很難分析也很少研究。只有C13，N15，H1才真正的被用于研究，并用于結構解析。所以小一點的蛋白(小于10kd)因為含有足夠的H，可以直接用來NMR分析，而更大的蛋白則需要同位素標記，就是在M9培養中，加入C13的葡萄糖，N15的NH4cl，然后誘導，從而是表達出來的蛋白中的原子都是具有NMR的C13，N15，H1。

　　NMR所用到的靜磁場，是磁場非常強大的靜磁場。例如750MHz的譜儀，它的靜磁場是17.5T(特斯拉)，這么強的磁場是通過電磁場產生的，我們知道螺旋線圈是可以產生磁場的，NMR所用的就是處于超導狀態下的螺旋線圈中的電流產生的磁場，為了是線圈是超導，所用要將線圈放在液氦中，使溫度接近絕對零度。所以NMR要消耗大量的液氦，還有液氮(放在液氦外面)。

　　所以NMR是很昂貴的試驗，第一是樣品需要同位素標記，第二是儀器非常貴重。