核磁共振波谱(NMR)是用于化学、生物学和医学中各种系统的定性和定量分析的重要工具。然而,一维IHNMR的应用往往受到不同共振峰之间严重重叠的限制。二维(2D)核磁共振将一维谱扩展成一个平面,从而减轻共振频谱拥挤。然而,二维核磁共振有两个方面的问题。首先,传统二维谱需要许多个步进延迟,以便能有足够分辨率来构建间接维,从而导致昂贵的时间成本;同时,较长的实验持续时间对时间不稳定性更敏感,因此重复性不高。其次,二维核磁共振中的峰积同时受到一系列因素的影响,包括标量耦合,横向弛豫时间和脉冲误差,因此需要一些校准程序。鉴于常规二维核磁共振的耗时性,将峰积转化为定量信息是不切实际的。为了解决这一问题很多超快速二维核磁共振方法被提出来。例如:小角度激发方法被用于缩短等待延迟,从而缩短实验时间。通过事先掌握频谱信息,在2D NMR间接维激发特定频点,从而只需几个扫描便能取代众多的渐进演化,从而有效减少采样时间。回波链采样通过在采集期间多次引入混合脉冲,也能有效地将J分解谱压缩成一个单扫描。超快速时空编码技术利用空间编码取代传统的时空演化,是一种完全不同的实验方法。它利用平面回波成像(EPSI)模块反复读取编码信息并构成一个傅里叶变换维,从而在单扫描中记录完整的二维核磁共振谱。层选“Zangger-Sterk”(ZS)模块广泛用于同核去耦实验中提取纯化学位移信息。由于减少了复杂裂峰,纯化学位移谱大大减少谱峰拥挤从而简化了谱峰归属和结构分析难度。ZS模块提供纯化学位移信息的原理在于其在弱梯度下选择性激发不同的样品层内不同的共振信号。本文深入探讨基于ZS模块应设计超快速二维COSY和J谱:一、阐述了核磁共振基本原理和发展状况,并着重介绍了空间编码和ZS模块的原理。二、在ZS模块的基础上,提出了一个选择性的相干转移(SECOT)加速二维相关波谱(COSY)方法,并对其可行性和有效性进行了实验验证。此外,为了评估SECOT方法定量分析特性,我们在均匀和非均匀的磁场下对它进行试验验证。三、基于ZS模块,我们开发了一种选择性梯度编码SGEN-J方法,以在单次扫描内获得2D J-分解谱方法,结合梯度编码模块与选择性激发并采用源自回波平面波谱成像(EPSI)模块的J-采集模块。SGEN-J的定性和定量性能已经通过均匀和非均匀场下的一组实验进行了测试。