本论文的主要研究目的是开发固体核磁共振中用于检测核之间空间相邻性的同核或异核相关实验的新方法。还有一小部分涉及到利用组合脉冲实现氘核的宽带激发。第一章简要地介绍了固体样品中核自旋的哈密顿相互作用,并详细介绍了常见的若干同核/异核相关实验的方法。在下面的章节中将会涉及到其中的某些方法,并对这些方法进行了改进。第二章介绍了一种高场条件下的一阶（XY8）41超循环射频脉冲驱动重偶实验（first-order finite-pulse radio-frequency-driven recoupling:fp-RFDR）脉冲序列。这种相位超循环是通过相位翻转和四量子相循环来实现的。在高速或者超高速魔角旋转条件下,这种相位超循环的脉冲方法对以下若干影响因素具有很好的稳定性：（i）化学位移各向异性（CSA）,（ii）化学位移的差异性,（iii）射频场的不均匀性,（iv）异核偶极耦合相互作用。我们通过模拟和实验对比了fp-RFDR-XY8、fp-RFDR-XY16和fp-RFDR-（XY8）41这三种方法在较大的射频脉冲偏转和强化学位移各项异性作用下的表现。在这些条件下,fp-RFDR-（XY8）41实现了比fp-RFDR-XY8和fp-RFDR-XY16更加优异的性能。在21.1T的外磁场条件下,生物样品中13C信号的化学位移差值超过36 kHz,因此实现宽带的同核重偶显的非常有必要。我们使用四肽样品在60 kHz转速下测试证明了fp-RFDR-（XY8）41序列对射频场偏置的稳定性。同时我们也证明了fp-RFDR-（XY8）41这一方法适用于化学位移各项异性作用高达80 kHz的31P核子的测试。fp-RFDR-（XY8）41这一方法由于在长重偶时间下仍然具有良好的稳定性,因此特别适合在高场高转速条件下对均匀标记样品中13C13C长程相关的检测。第三章探讨了利用Second-order Hamiltonian among Analogous nuclei plus （SHA+）序列进行13C-13C相关实验中的调制边带（modulation-sideband）重偶条件。我们通过研究发现这一方法可在两种重偶条件下起作用,这两种条件取决于转速和样品中化学位移的最大差值。第一种条件,即vR>△visomax,更适合于实现宽带重偶来避免任何旋转共振增宽（rotational resonance broadening）效应。在这一条件下,魔角旋转速度需要略高于Avisomax以实现高效的磁化矢量转移。第二种条件,即vR<△vixomax,能够用来实现较低转速下长程相关的选择性检测。这一条件增强了磁化矢量转移的效率。较低的转速也意味着我们可以换用直径较大的转子进行实验,因而可以增加谱图信噪比。同时这一方法降低了氢通道射频脉冲功率的要求,因此可以用于对温度比较敏感的蛋白样品的检测,也可以用延长混合期的方式增强相关信号。第四章详细地对比了基于偶极耦合的异核多量子相关实验（D-HMQC）中在间接维t1演化期采用不同去偶序列的表现。我们发现异核多量子相关实验间接维的分辨率可以通过t1演化期施加去偶序列来得到提高,得到的谱图可以获得去耦CP谱图相接近的分辨率。结果表明包括对称性序列（symmetry-based schemes）,相位调Lee-Goldburg （PMLG）,和Decoupling Using Mind-Boggling Optimization （DUMBO）在内的1H-1H偶级去偶序列能够比连续波去偶提供更高的分辨率。由于间接维转子同步采样以及重偶序列的需要,D-HMQC序列必须转子同步以避免间接维产生的边带。研究发现在t1演化期前后施加带时间窗口的去偶时会造成边带问题,针对这一问题我们提出了减弱边带的方法。我们结合了模拟和[U-13C]-L-histidine.HCl.H2O样品在不同场强和转速条件下的二维1H-{13C} D-HMQC实验结果对比研究了不同去偶方法的表现。在32 kHz转速条件下,C1472（α0α180）, SAM3.5和SAM4可以获得相近的谱图分辨率,这是由于每一种去偶方法下的功率都是经过优化的。由于主机软件系统的限制,包括PMLG和DUMBO在内的非转子同步去偶方法不能在AVII代系统上实现。在62 kHz转速条件下,我们采集了用PMLG去偶的二维1H-{13C} D-HMQC谱图,间接维获得了同一维交叉极化13C谱图相近的分辨率。而由于SAM序列的最佳去偶功率超过了探头可实现的范围,因此SAM系列的去偶性能受到了限制。但是因为SAM序列功率连续调制的特点,用该方法获得的谱图t1噪音得到了抑制,因而可以更加方便的检测到作用较弱的长程相关的信息。在实验中,Bruker Avance Ⅲ代的谱仪能够实现两个通道独立执行脉冲单元,因而能够方便的实现非转子同步系列的同核去偶脉冲。在t1演化期施加去偶显著提高了分辨率和灵敏度,使得我们能够清楚地检测至L-histidine.HCl.H2O样品中脂肪链上氢质子和氨基’4N核子的空间相关信息。第五章介绍了如何利用具有频率选择性的长射频脉冲实现在异核多量子相关实验中对化学位移各相异性较大原子核的有效检测。研究发现异核多量子相关（HMQC）实验中,可以在间接维通道利用这种频率选择性脉冲,并借助自旋-1/2核来间接检测谱图很宽的核子。实验利用长脉冲以及Delays Alternating with Nutation for Tailored Excitation（DANTE）来实现选择性的激发。通过模拟我们发现这种策略可以用来表征化学位移各项异性较大的自旋-1/2核,以及四极核作用较大的自旋量子数为1的原子核,14N。我们对选择性脉冲的性能进行分析的主要手段包括两部分内容,第一部分是计算模拟间接检测自旋量子数为1/2和1核的J-HMQC,第二部分是在21.1T谱仪60 kHz魔角旋转（MAS）条件下用固态α-甘氨酸样品进行了1H-14N D-HMQC的实验对。研究结果表明选择性脉冲可以实现同固体NMR探头最高功率条件下的宽带激发一样的效率。此外,选择性脉冲有以下优点：（i）射频脉冲需求不高,（ii）容易优化,（iii）对脉冲偏转、射频脉冲不均匀性和转速的不稳定性不敏感。如何对选择性脉冲和DANTE脉冲两种方法进行选择需要考量的因素包括对射频脉冲偏置的敏感程度和射频脉冲强度上的要求。但是,即便采用了选择性脉冲,它所需要的射频功率也是比较低的。总体上来说,利用选择性脉冲进行1H-{14N} D-HMQC实验能够获得比较好的效率,而只有当’4N信号范围比较窄时DANTE方法可以比选择性脉冲获得更高的效率。第六章主要对氘核四极核回波实验中的四种常见宽带激发组合脉冲（COM-Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,and Ⅳ）进行了回顾。本文同时结合了相位循环的技术,这一技术已被研究发现可以减弱单脉冲氘四极核回波实验中的有限脉宽效应引起的谱图扭曲现象。模拟和实验结果证明COM-Ⅱ和COM-Ⅳ两种组合脉冲性能比其他脉冲优异,主要体现在这两种方法能够显著的降低射频脉冲功率上的要求,并且能够实现宽带均匀的激发,同时获得的谱图基线较为平整,信号较对称。实验结果证明了八步相位循环能够降低有限脉宽效应对谱图的影响,因此在四极核回波实验中应用这一技术很有必要性。第七章对带八步相位循环的COM-Ⅱ组合脉冲氘四极核回波实验进行了平均哈密顿理论计算分析,这一分析可以帮助我们更好的理解第六章中获得的实验结果。分析计算利用了自旋为1的算符表达式,并给出了八步相位循环消除谱图扭曲的机理。