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我系在磁共振波谱的非均匀采样研究方面取得重要进展

发布时间:2016-03-04

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近日,我校物理与机电工程学院电子科学系/福建省等离子体与磁共振重点实验室在著名化学期刊《Angewandte Chemie-International Edition》(JCR一区, 2013 Impact Factor 11.34)上发表文章 Accelerated NMR spectroscopy with low-rank reconstruction (Xiaobo Qu*, Maxim Mayzel, Jian-Feng Cai, Zhong Chen, and Vladislav Orekhov*, DOI:10.1002/anie.201409291, 2014)。该期刊主要发表化学及相关交叉学科的重要成果和进展,是该领域的权威期刊之一。

磁共振波谱在化合物和蛋白质结构分析中有着重要应用,高维磁共振波谱采样时间较长是制约该技术的一个瓶颈之一。非均匀采样可以显著加速高维磁共振波谱的采集,但采样点数低于奈奎斯特采样定理的要求,因此需要合理的先验信息来重建高质量的波谱。

该文利用磁共振波谱时间域信号的矩阵低秩特性建立了欠采样下非参数化信号重建模型,再通过最优化计算方法重建出高质量的谱图。该方法可以克服利用谱图稀疏性的压缩感知方法造成的谱峰丢失和宽峰丢失问题,有利于提高磁共振波谱的灵敏性,为加速磁共振波谱采集和提高谱图质量提供了一种重要的方法,有望在蛋白质和化合物结构分析中获得重要应用。

该工作由厦门大学屈小波助理教授和陈忠教授、瑞典哥德堡大学Maxim Mayzel博士和Vladislav Orekhov教授、美国爱荷华大学Jian-Feng Cai助理教授合作完成。厦门大学的屈小波助理教授和瑞典哥德堡大学Vladislav Orekhov教授担任共同通信作者。

100%数据采集的谱(左)与35%采样数据重建的谱(右)的对比

该研究工作得到了国家自然科学基金委(61201045和11375147)、中央高校基本业务费(2013SH002)、瑞典研究委员会(2011-5994)、瑞典Wenner-Gren Foundation和美国自然科学基金(DMS-1418737)等项目的资助。

论文链接:http://dx.doi.org/10.1002/anie.201409291

(厦门大学 物理与机电工程学院 电子科学系)