1D NMR Processing Tour |
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打开数据集
在脉冲 NMR 波谱中，我们获得的是所谓的时域信号，因为测量信号是时间的函数；所有核共振从相同的起始时间开始衰减，形成自由感应衰减或 FID。人眼无法轻易解读这种信号，因此有必要使用傅立叶变换 (FT) 将其转换（转换到频域），以频谱的形式显示单独的核共振。
在Mnova 中，只有一条命令可以打开所有类型的文件。用户无需了解实验的采集方式。Mnova会自动识别最常见的波谱仪文件格式和采集模式，并进行必要的处理操作。
要打开数据（包括 mol 文件和图形文件），只需进入"File/Open（文件/打开）"菜单，使用键盘快捷键<Ctrl+O>（或 Mac 的 Cmd+O）或点击工具栏上的"Open（打开）"图标（注意，这对一维和二维数据完全相同）。您也可以将 FID 拖放到 Mnova 文件夹中（FID 必须在第一层文件夹中）。
发出该命令后，在磁盘中找到感兴趣的 NMR 实验，并选择所需的 FID 文件，该文件通常命名为fid；但在布鲁克公司的二维实验中，时域数据命名为 ser（序列 FID）。 选择该文件后，您将注意到的第一件事是，尽管您打开的是原始数据（FID），但打开的频谱已经经过处理。打开文件时，Mnova 会应用必要的处理操作，从波谱仪文件中选择正确的处理参数。如果这些参数不可用（如相位参数不可用），Mnova 将使用自动算法（如自动相位校正）并将其应用于数据集。因此，即使是完全没有经验的化学家，在第一次使用 NMR 时，也能在处理一维和二维波谱时获得良好的结果。
在下图中，您将看到打开 FID 时发生的情况：
如上所述，FID 是自动处理的。在本例中，原始文件中包含了相位校正值，因此 Mnova 将其用于相位校正。然而，正如您所看到的，结果并不理想（很可能是因为波谱仪计算机在处理波谱时使用了低效的自动相位校正算法）。稍后我们将展示如何通过首先应用 Mnova 实现的自动相位校正算法，最后使用手动相位校正来改进该波谱的相位。请记住，如果原始文件不包含相位校正值，Mnova 将应用自动相位校正。
即使您打开了 FID，在 Mnova 中也只能看到处理后的波谱，您可以看到原始 FID 和处理后的 FID（Processed FID 或FID'）。 我们在即时处理原始数据时，不会丢弃这些数据，只是不显示它们。用户只需点击工具栏上的 "FID "图标即可查看 FID：
下拉菜单中有几个选项：
-原始FID：点击该选项将显示从波谱仪导出时的原始时域信号(FID)。 -处理后的FID：点击该选项将显示应用时域处理功能后的 FID（即紧接在 FT 之前）。 -FT1：点击该选项将显示直接维度的 FT 后数据（一维数据为频谱，二维数据为干涉图）。 -FT1'： 将显示第二次 FT（以 t1 为单位）之前处理过的 fid： -FT2：点击该选项将显示二维 FT 后的数据（二维频谱）。
例如，这是我们测试波谱的原始 FID：
这就是所谓的“FID’（自由感应衰减信号处理结果）”。在本例中，在进行傅里叶变换（FT）之前，Mnova会执行零填充操作（如下方FID’所示）。零填充通过向FID添加空数据来增加数据数组的大小，从而提高数字分辨率。
您可以随时在多种显示模式（原始FID、处理后的FID'及最终频谱）之间切换。
交互式处理：实时频域处理技术
如前一节所述，Mnova会完整保留谱图处理前、处理中和处理后的所有信息。这一特性，结合软件内置的高度优化快速运算算法，使我们能够实现"实时频域处理"这一创新理念——该设计不仅能大幅简化用户操作流程，即便执行复杂数据处理时也能更快获得更优质的结果。
其运作机制非常简洁：无论先前对数据集施加过何种时域或频域处理（例如在完成傅里叶变换后重新调整窗函数、相位校正或基线修正），系统都支持随时重新处理谱图。这是因为Mnova会在后台自动回溯至原始FID数据，在保留所有后续处理步骤的同时，动态应用新参数重新运算。对用户而言最关键的优势在于：能实时观测任何处理操作（包括时域处理）对频域谱图的影响（例如：当您加强指数窗函数参数时，可立即在屏幕上观察到频域谱图分辨率和灵敏度的实时变化）。
下图展示了三要素联动界面：频域一维谱图、正在交互式调整的窗函数FID（其动态效果同步显示于"全景视图"窗口，可通过"视图/全景视图"菜单激活），以及启用了"交互模式"复选框的窗函数对话框。用户能直观看到参数调整对频域谱图的精确影响。这种设计既避免了反复转换和重新加载数据来寻找最优参数的繁琐流程，同时也为不熟悉处理参数影响机制的用户提供了绝佳的教学与自学工具。
这一原理同样适用于其他所有处理操作，例如零填充（Zero Filling）、线性预测（Linear Prediction）、信号抑制（Signal Suppression）等。例如，若想提高谱图的数字分辨率，只需通过选择零填充来增加傅里叶变换（FT）所用的数据点数即可。
当然，传统的频域处理操作（如相位校正（phase correction ）或基线校正（ baseline correction ）仍可按常规方式执行。
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