作为一名长期从事液体核磁共振工作的技术人员，我始终对“固体核磁共振是否必须使用专用仪器”这一问题充满好奇。我们通常认为，固体核磁共振波谱仪总是与魔角探头（MAS）、高速旋转（大于2 kHz）、转子（rotor）和宽腔等概念联系在一起。然而，从核磁共振的基本原理来看——即具有自旋的原子核在磁场下会发生能级分裂，通过射频激发原子核自旋实现能级跃迁，采集弛豫过程中辐射的信号（即核磁共振FID信号）——并没有限制样品必须是液体还是固体。事实上，最早发现凝聚态核磁共振信号的Edward Mills Purcell，就是在固体石蜡样品中观察到信号的，他们的论文题目正是《Resonance Absorption by Nuclear Magnetic Moments in a Solid》。
因此，我开始思考：我们习惯称为“液体核磁共振波谱仪”的设备，是否也可以用来测试某些固体样品呢？
这个疑问的种子，早在我做DOSY定标梯度场强度时就已埋下。当时，我在水样中加入了一小片橡胶白色软塞，结果竟然得到了清晰的氢谱信号。这个看似固体的样品，在液体核磁谱仪上展现出了令人惊讶的可检测性。🔬
这些“非常规”的检测需求，往往源于学生送样的特殊要求，或者固体核磁共振检测的不便和高昂费用。有一次，一位研究全固态电解液的学生带着凝胶状样品来到实验室。我们尝试用配备超低温探头的液体核磁系统进行检测，结果不仅成功获得了7Li和19F信号，而且谱峰的展宽程度与文献中报道的魔角旋转固体核磁（MASNMR）结果非常接近。这一发现让我意识到，对于类凝胶、非晶态等具有局部运动性的“软固体”，常规液体核磁系统完全具备化学位移分析的可行性，尤其在杂核检测方面展现出独特的实用价值。💡
类似的突破性认知在离子交换膜的研究中得到了进一步验证。我们将薄膜卷曲后装入标准的5mm核磁管，成功检测到了膜内水分子的氢谱信号，并测定了锂离子的扩散系数。这些案例共同构建了一个颠覆性的认知：传统定义的“固体样品”在特定条件下，完全可能突破仪器既定的使用范围，实现新的应用。📊
然而，并非所有固体样品都适合用液体核磁进行检测。后来，一位学生带着不溶解的COF样品来到实验室，要求进行13C和11B谱的测试。由于样品量充足，我决定尝试用600MHz液体核磁共振波谱仪（配备超低温探头）进行检测，但结果却未能采集到信号。🚫
这次失败让我开始深入思考：什么样的样品可以直接利用液体核磁进行检测，并达到我们所需的表征目的？固体魔角旋转检测究竟能够去除哪些效应，从而提升谱图质量？带着这些问题，我后续在500MHz仪器上尝试了HRMAS探头，并在400MHz仪器上运行了PHMAS探头，对COF样品进行了13C和11B谱的测试。这些内容，我们将在后续的文章中详细探讨。🔍
