用(yong)核磁測(ce)量結合(he)水(shui)

什(shen)麽(me)是自由水(shui)與(yu)結(jie)合(he)水(shui)？

自由水(shui)又(you)稱(cheng)體相水(shui)，滯(zhi)留(liu)水(shui)，不(bu)被細(xi)胞(bao)內(nei)膠(jiao)體(ti)顆粒或(huo)大分(fen)子(zi)所吸附(fu)、能自由移動、並(bing)起溶(rong)劑作(zuo)用的(de)水(shui)。結(jie)合(he)水(shui)是指在細(xi)胞(bao)內(nei)與(yu)其(qi)他(ta)物質結(jie)合(he)在壹(yi)起的(de)水(shui)。水(shui)是極(ji)性分子(zi)，氧(yang)側帶部(bu)分負(fu)電(dian)荷(he)，氫(qing)側帶部(bu)分正電(dian)荷(he)，因(yin)此(ci)水(shui)分(fen)子(zi)很容(rong)易(yi)與(yu)其(qi)他(ta)極(ji)性分子(zi)間(jian)形(xing)成(cheng)氫(qing)鍵。如(ru)氨基(ji)、竣基(ji)、羥(qiang)基(ji)等均(jun)可與(yu)水(shui)結(jie)合(he)，成(cheng)為結合(he)水(shui)。所有結合(he)水(shui)不(bu)再能(neng)溶(rong)解其(qi)他(ta)物質，較(jiao)難流動。

自由水(shui)是指在生物體(ti)內(nei)或(huo)細(xi)胞(bao)內(nei)可(ke)以(yi)自由流動的(de)水(shui)，是良(liang)好(hao)的(de)溶(rong)劑和(he)運輸(shu)工(gong)具。如(ru)人(ren)和(he)動物血(xue)液中含水(shui)83%,多(duo)為自由水(shui)，可(ke)把營(ying)養物質輸(shu)送(song)到(dao)各(ge)個細(xi)胞(bao),又(you)把細(xi)胞(bao)產(chan)生的代(dai)謝(xie)廢(fei)物運(yun)到(dao)排(pai)泄器官。它(ta)的數量制約著(zhe)細(xi)胞(bao)的(de)代(dai)謝(xie)強度。如(ru)呼(hu)吸速(su)度、光(guang)合(he)速度(du)、生長速(su)度等(deng)。自由水(shui)占(zhan)總(zong)含水(shui)量百分比(bi)越大則(ze)代(dai)謝(xie)越旺(wang)盛(sheng)。

心(xin)肌含水(shui)79%,與(yu)血(xue)液含水(shui)量相差不(bu)多(duo)，但所含的(de)水(shui)均(jun)為結合(he)水(shui)，故(gu)呈堅實(shi)的(de)形(xing)態。結合(he)水(shui)不(bu)參(can)與(yu)代(dai)謝(xie)作(zuo)用，然(ran)而(er)植(zhi)物中(zhong)結(jie)合(he)水(shui)的(de)含量與(yu)植(zhi)物抗(kang)性大小(xiao)有(you)密切(qie)關(guan)系(xi)。即使幹(gan)燥的成(cheng)熟(shu)種子(zi)也(ye)保持約(yue)25%左(zuo)右的(de)水(shui)即(ji)結合(he)水(shui)，這時(shi)原(yuan)生質呈半凝(ning)固(gu)的(de)凝(ning)膠(jiao)狀態，生理(li)活(huo)性降到蕞低(di)程度，但原(yuan)生質的(de)基(ji)本(ben)結(jie)構(gou)還(hai)可(ke)以保持(chi)並(bing)可(ke) 抵抗(kang)幹(gan)旱(han)和(he)寒冷等不良(liang)環(huan)境(jing)。

自由水(shui)和(he)結合(he)水(shui)的(de)區分不是絕(jue)對的(de)，兩者(zhe)在壹(yi)定(ding)條(tiao)件(jian)下(xia)可(ke)以相互(hu)轉化。如(ru)血液凝固時(shi)，自由水(shui)就(jiu)變(bian)成(cheng)了(le)結合(he)水(shui)。

用(yong)核磁測(ce)量結合(he)水(shui)的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)：

低(di)場(chang)核磁也(ye)叫時(shi)域核磁，用(yong)於(yu)測(ce)試分子(zi)與(yu)分(fen)子(zi)之間(jian)的(de)動力(li)學信息，例(li)如(ru)用低(di)場(chang)核磁共振(zhen)測自由水(shui)結(jie)合(he)水(shui)。自由水(shui)與(yu)結(jie)合(he)水(shui)中(zhong)H所處的(de)狀(zhuang)態不同，水(shui)分(fen)子(zi)的運(yun)動性差異(yi)很大，對應(ying)的弛(chi)豫(yu)時(shi)間(jian)差(cha)別也(ye)非(fei)常大，通過(guo)低(di)場(chang)核磁共振(zhen)技(ji)術可以(yi)靈(ling)敏地(di)檢測自由水(shui)結(jie)合(he)水(shui)。壹(yi)般自由水(shui)對應(ying)的弛(chi)豫(yu)時(shi)間(jian)長(chang)，結(jie)合(he)水(shui)對應(ying)的弛(chi)豫(yu)時(shi)間(jian)短(duan)。

低(di)場(chang)核磁共振(zhen)設備主要是檢測樣品(pin)中的H質子(zi)。將(jiang)樣(yang)品(pin)放入(ru)磁(ci)場中(zhong)之後(hou)，通過(guo)發(fa)射(she)壹(yi)定(ding)頻率(lv)的(de)射(she)頻(pin)脈沖，使H質子(zi)發生共振(zhen)，H質子(zi)吸收(shou)射(she)頻(pin)脈沖能量。當射(she)頻(pin)脈沖結束(shu)之後(hou)，H質子(zi)會將(jiang)所吸收的射(she)頻(pin)能(neng)量釋放出(chu)來(lai)，通過(guo)的(de)線圈就(jiu)可(ke)以檢測到H質子(zi)釋放(fang)能(neng)量的過程，這也(ye)就(jiu)是核磁共振(zhen)信號(hao)。對於(yu)性質不(bu)同的樣品(pin)，其(qi)能量釋放的快(kuai)慢(man)是不(bu)同的，通過(guo)這些(xie)信號(hao)差(cha)別就(jiu)可(ke)以尋找規(gui)律(lv)，研(yan)究樣(yang)品(pin)內(nei)部(bu)性質。