核磁共振波谱(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy,NMR Spectroscopy)作为一种重要的检测分析手段,以其高效无损等优势为物质研究中分子结构解析和扩散弛豫动力学分析提供重要的检测信息,因此在化学、生物和材料等领域有着广泛应用。然而,由于一维氢谱(1H谱)本身较窄的化学位移分布范围(仅约10 ppm左右)以及J偶合引起的谱峰裂分,往往在复杂样品检测中会出现谱峰拥挤甚至重叠的现象,从而无法对谱图进行准确的信号归属,特别是阻碍了物质动力学分析所需扩散和弛豫信息的检测。因此,如何解决NMR检测谱图中谱峰拥挤的问题实现高分辨扩散弛豫信息的检测,对于物质动力学分析等方面应用具有重要意义。目前在克服谱峰拥挤提高谱图分辨的研究方面,除了通过硬件上提高磁场强度来实现频谱范围的扩展,主要还有序列设计上通过高维谱图技术来实现分散复杂信号。本文主要从脉冲序列设计和数据处理方法角度出发,基于纯化学位移信号简化谱图的特性,将纯化学位移技术与扩散弛豫演化机制进行有机结合,设计并开发一套基于纯化学位移的高分辨扩散排序谱和弛豫波谱技术,主要内容包括:一、回顾核磁共振的基本原理以及发展历史,对于纯化学位移波谱技术、扩散排序谱和横向弛豫测量这三种核磁共振方法进行了基本原理及方法的阐述,并对其来源和缺陷做简单分析。二、将纯化学位移技术应用于扩散排序谱,提出一种基于纯化学位移的高分辨扩散排序谱方法。首先从理论上分析了所提出方法的可行性,并将其应用于不同实际样品的扩散排序谱检测,最后与传统扩散排序谱方法的结果进行对比,证明我们所提出的方法能够应用于复杂混合物样品中获得高分辨扩散排序检测并实现复杂成分的分离。同时这一方法还能够抑制化学交换作用,有助于扩散系数的准确测量。三、将纯化学位移技术引入核磁共振弛豫检测中,提出了一种基于纯化学位移的高分辨横向弛豫测量方法。从理论推导中分析了这一方法的可行性,通过简单化学样品、复杂化学样品以及实际药物的实验测量,证明了所提出方法能够克服复杂样品检测中谱图拥挤的问题,实现准确的横向弛豫测量信息测量。同时这一方法还能一定程度上克服传统横向弛豫测量中高射频功率沉积的问题。