脉冲序列

不失真的极化转移增强 (DEPT)

DEPT序列使用从质子到X核（通常是碳-13或硅-29）的极化转移，即激发质子然后观测来自X核的NMR信号。它跟标准的一维NMR波谱相比增加了信号强度。此外，该序列还可用来区分信号，具体取决于跟X原子核相耦合的质子数量。通过改变射频脉冲的持续时间（通常用偏转角度来描述）以及序列中相关脉冲间的间隔长短（与质子和X核之间的J耦合相关）来实现。

¹³C{¹H} DEPT通常使用45°、90°和135°的偏转角来区分CH₃、CH₂、CH和季碳原子。在DEPT-45谱图中可以观察到CH₃、CH₂和CH信号，它们都具有相同的相位；在DEPT-90谱图中仅能观察到CH信号；在DEPT-135波谱中可以观察到CH₃、CH₂和CH信号，但是CH₂信号与CH₃和CH信号具有相反的相位。结合标准一维¹³C{¹H}全去耦谱图，可以区分出不同的CHₓ信号。

同时，对于²⁹Si{¹H} DEPT实验，选择适当的偏转角和质子-硅J耦合常数值（¹J_SiH≈200 Hz，²J_SiH≈10 Hz），可以选择性地观察分子内不同的硅环境。例如，1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷的DEPT-90波谱，使用与200 Hz的J耦合相关的间隔时间，仅显示对应于两个SiH硅原子的单个峰；而DEPT-24波谱，采用与10 Hz的J耦合相关的间隔时间，将仅显示对应于Si(CH₃)₂结构的峰。这些都是1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷分子上化学独特的硅环境。

1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷的氘苯中的²⁹Si{¹H} DEPT-24和DEPT-90波谱

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奎宁在氘代DMSO中的¹³C{¹H} DEPT波谱

脉冲场梯度自旋回波 (PGSE)

脉冲场梯度自旋回波 (PGSE) 实验是一种通过核磁共振波谱测量扩散常数的便捷方法。该序列包含脉冲场梯度，NMR信号会随着这些梯度功率的增加（在X-Pulse上可达到0.5 T.m⁻¹）而衰减。

使用Stejskal-Tanner方程(EO Stejskal & JE Tanner, J. Chem. Phys., 1965, 42 , 288-292)可以计算扩散常数。该方程考虑了目标原子核的性质，梯度脉冲的持续时间，以及脉冲之间的间隔时间等因素。

PGSE实验在X-Pulse上适用于所有可检测的原子核。在质子/氟实验中还具有可选的J补偿版本，这可以克服采集谱图相位校正方面的困难。

Li[PF₆]在碳酸烷基酯中的一系列¹⁹F PGSE波谱

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Li[PF₆]在碳酸丙烯酯中的⁷Li PGSE波谱

反转恢复 (InvRec)

反转恢复 (InvRec) 脉冲序列用于测量自旋-晶格弛豫时间(T₁)。InvRec序列包括两个间隔时间为τ的射频脉冲。收集一系列τ值增加的InvRec波谱，并对波谱进行相应的相位校正。信号相位可能随着τ的增加而反转，由此可以计算NMR波谱中各个信号的弛豫时间T₁。 

InvRec序列在X-Pulse上适用于所有可检测的原子核。

巴豆酸乙酯在CDCl₃中的一系列¹H InvRec波谱

Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG)

Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) 序列是少数几个以其序列创建者命名的NMR脉冲序列之一，它可用于测量自旋-自旋弛豫时间（T₂）。设定一系列延迟时间采集波谱，测量各信号随着延迟时间增加产生的强度衰减，由此可以计算对应信号的T₂。CPMG序列还可用于选择性地观察混合物中具有长T₂时间的信号，例如聚合物样品（大分子通常具有较短的T₂）中未完全反应的单体（小分子的T₂相对较长）。

CPMG序列在X-Pulse上适用于所有可检测的原子核。

巴豆酸乙酯在CDCl₃中的一系列¹H CPMG波谱

相关谱 (COSY)

COSY是最早开发的二维NMR实验之一，至今仍然是最受欢迎的一种实验，序列具有许多变体。COSY 实验获得的波谱，沿两个轴显示一种同位素原子的频率（取决于波谱仪的配置，也可以获得两种不同同位素原子的COSY 谱——如果它们能在同一通道上被观测到）。沿对角线观察到的峰，对应于标准一维NMR实验中的峰；而非对角交叉相关峰则揭示了原子核之间的耦合（通常情况下，如果在一维波谱中观察到多重峰形式的J耦合，那么在COSY 谱中都能观察到相应的交叉峰）。

X-Pulse上可以获得质子-质子、氟-氟和质子-氟的相关COSY谱。

20°C下3-二甲氨基丙烯醛在CDCl₃中的¹H-¹H gs-COSY谱

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1-溴-2,4,5-三氟苯和 5-溴-1,2,3-三氟苯混合物在CDCl ₃中的¹⁹F-¹⁹F gs-COSY谱

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1,4-二氟-2,5-二甲氧基苯在CDCl₃中的¹H -¹⁹F gs-COSY谱

总相关谱 (TOCSY)

COSY谱仅显示由直接（通常是三键）耦合产生的峰，而TOCSY谱则可以显示直接和间接的耦合。

例如，假设一个包含四个氢原子的烃链，依次标记为Hᵃ、Hᵇ、Hᶜ和Hᵈ。其中Hᵃ与Hᵇ耦合，Hᵇ与Hᶜ耦合，而Hᶜ又与Hᵈ耦合。在COSY实验中，我们可以在以下“成对”位置看到氢核之间的交叉峰：(Hᵃ, Hᵇ ), (Hᵇ, Hᶜ)和(Hᶜ, Hᵈ）。相比之下，TOCSY谱将显示所有核自旋对之间的交叉峰，即 (Hᵃ , Hᵇ), (Hᵇ, Hᶜ ), (Hᶜ, Hᵈ), (Hᵃ , Hᶜ), (Hᵃ , Hᵈ)以及(Hᵇ, Hᵈ)。

因此，3-二甲氨基丙烯醛的¹H-¹H COSY谱，仅显示出对应于三键质子-质子相关的交叉峰；同一样品的TOCSY谱图，显示的交叉峰不仅对应于直接（三键）耦合，而且还对应于沿烃骨架的间接（在本例中为四键）耦合的交叉峰。

20°C下3-二甲氨基丙烯醛在CDCl₃中的¹H-¹H gs-TOCSY谱

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3-甲基-2-丁烯酸甲酯在CDCl₃中的¹H-¹H gs-TOCSY谱

异核多键相关（HMBC）

HSQC实验仅显示通过单键相关的信号峰，而HMBC实验则是检测更长范围内的异核相关，通常包含2-4个化学键。这提供了有关分子连接性的信息，有助于对未知化合物进行结构解析。

与HSQC实验一样，获得¹H-¹³C HMBC二维波谱，通常比完成相应的标准¹³C{¹H}一维波谱更快。

布洛芬在(CD₃)₂SO中的¹H-¹³C gs-HMBC谱

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吉非罗齐在CDCl₃中的¹H-¹³C gs-HMBC谱

核Overhauser增强谱(NOESY)

COSY和TOCSY谱都揭示了由J耦合引起的相关（通过化学键效应）。NOESY实验使用核 Overhauser效应（一种通过空间的效应），来识别空间中靠近的原子核产生的信号。因此，NOESY实验是识别溶液中分子三维构象和立体化学的首选方法。

以3-甲基-2-丁烯酸甲酯分子为例，¹H-¹H NOESY谱可用于区分甲基的顺式和反式位置，因为只有其中一个甲基足够接近烯烃质子，可以观察到NOESY 交叉相关峰（在COSY和TOCSY 中，由于通过化学键J耦合，可以观察到两个甲基与烯烃质子都有交叉峰）。

3-甲基-2-丁烯酸甲酯在CDCl₃中的¹H-¹H gs-NOESY谱

多线编辑的异核单量子相干 (HSQC-ME)

HSQC实验检测由单键隔开的两个杂原子之间的相关，常用于关联质子和碳-13信号，有助于在各自的一维波谱中指认信号。X-Pulse上HSQC序列被扩展为多线编辑实验。这就将HSQC二维实验，与从DEPT-135波谱中获得的碳环境信息结合在了一起，即来自CH₂的信号与来自CH₃和CH的信号，具有相反的相位（下面波谱中分别为浅蓝色和红色）。

由于HSQC实验需要激发和观察的是高感受性的质子NMR信号，而非低感受性的碳-13，因此获得¹H-¹³C HSQC二维波谱，通常比完成相应的标准¹³C{¹ H}一维波谱更快。

布洛芬在(CD₃)₂SO中的¹H-¹³C gs-HSQC-ME谱

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吉非罗齐在CDCl₃中的¹H-¹³C gs-HSQC-ME谱