低場核磁中的自由水與結合水

什么是自由水與結合水？

自由水又稱體相水，滯留水，不被細胞內膠體顆粒或大分子所吸附、能自由移動、并起溶劑作用的水。結合水是指在細胞內與其他物質結合在一起的水。水是極性分子，氧側帶部分負電荷，氫側帶部分正電荷，因此水分子很容易與其他極性分子間形成氫鍵。如氨基、竣基、羥基等均可與水結合，成為結合水。所有結合水不再能溶解其他物質，較難流動。

自由水是指在生物體內或細胞內可以自由流動的水，是良好的溶劑和運輸工具。如人和動物血液中含水83%,多為自由水，可把營養物質輸送到各個細胞,又把細胞產生的代謝廢物運到排泄器官。它的數量制約著細胞的代謝強度。如呼吸速度、光合速度、生長速度等。自由水占總含水量百分比越大則代謝越旺盛。

心肌含水79%,與血液含水量相差不多，但所含的水均為結合水，故呈堅實的形態。結合水不參與代謝作用，然而植物中結合水的含量與植物抗性大小有密切關系。即使干燥的成熟種子也保持約25%左右的水即結合水，這時原生質呈半凝固的凝膠狀態，生理活性降到蕞低程度，但原生質的基本結構還可以保持并可 抵抗干旱和寒冷等不良環境。

自由水和結合水的區分不是絕對的，兩者在一定條件下可以相互轉化。如血液凝固時，自由水就變成了結合水。

低場核磁中的自由水與結合水基本原理：

低場核磁也叫時域核磁，用于測試分子與分子之間的動力學信息，例如用低場核磁共振測自由水結合水。自由水與結合水中H所處的狀態不同，水分子的運動性差異很大，對應的弛豫時間差別也非常大，通過低場核磁共振技術可以靈敏地檢測自由水結合水。一般自由水對應的弛豫時間長，結合水對應的弛豫時間短。

低場核磁共振設備主要是檢測樣品中的H質子。將樣品放入磁場中之后，通過發射一定頻率的射頻脈沖，使H質子發生共振，H質子吸收射頻脈沖能量。當射頻脈沖結束之后，H質子會將所吸收的射頻能量釋放出來，通過的線圈就可以檢測到H質子釋放能量的過程，這也就是核磁共振信號。對于性質不同的樣品，其能量釋放的快慢是不同的，通過這些信號差別就可以尋找規律，研究樣品內部性質。