Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Metody badań strukturalnych w biotechnologii Wykład III Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego – podstawowe pojęcia.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Metody badań strukturalnych w biotechnologii Wykład III Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego – podstawowe pojęcia."— Zapis prezentacji:

1 Metody badań strukturalnych w biotechnologii Wykład III Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego – podstawowe pojęcia

2 Magnetyczny rezonans jądrowy – NMR (Nuclear Magnetic Resonance) – podstawą metody jest wykorzystanie właściwości magnetycznych cząsteczek, związanych z występowaniem w nich jąder magnetycznych

3 Kilka faktów z historii rozwoju NMR: 1946 – wykrycie zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego, 1955 – spektrometry 1H NMR 40MHz, 1965 – opracowanie algorytmu szybkiej transformacji Fouriera (FFT), 1974 – początek rozwoju metod dwuwymiarowych (2D NMR), 1985 – metoda określania III-rzędowej struktury białek w roztworze za pomocą spektroskopii NMR, 1995 – komercyjnie dostępne spektrometry z magnesami nadprzewodnościowymi, umożliwiające wykonanie widm wielowymiarowych o częstości podstawowej 1H NMR 200 – 750 (obecnie do 900) MHz

4

5

6 Normalnie położenie spinów jądrowych jest przypadkowe:

7 A po przyłożeniu zewnętrznego pola magnetycznego:

8 Warunek rezonansu:

9

10 Właściwości jąder atomowych badanych za pomocą NMR: izotopZawartość procentowa w populacji Kwantowa liczba spinowa jądra I Częstość rezonansowa MHz (B 0 = 2.3T) 1H99.98½100 13C1.08½ N0.365½ O / F100½94 31P100½40.5

11

12

13

14 Metody rejestracji widm NMR: Metoda fali ciągłej – CW (continuous wave), Metoda impulsowa, znacznie lepsza i nowocześniejsza, polegajaca na rejestracji FID (Free Induction Delay) i zastosowaniu transformacji Fouriera do jego obróbki

15 Metoda fali ciągłej

16 Metoda impulsowa FID w funkcji czasu widmo uzyskane po transformacji Fouriera

17 FT NMR

18 1H NMR – protonowy rezonans magnetyczny Na powszechne zastosowanie tej metody składa sie kilka zalet: -łatwość przygotowania próbki, -wymagana niewielka ilość związku (10 -6 g), -krótki czas pomiaru – rzędu kilku minut

19 Na podstawie jednowymiarowych widm protonowych można wnioskować o budowie prostych związków. Cały problem sprowadza się do określenia trzech wielkości: 1.Wartości przesunięć chemicznych poszczególnych sygnałów na widmie. 2.Multipletowości sygnałów (sprzężenie spin – spin). 3.Intergracja sygnałów.

20 Przesunięcie chemiczne Na jądro atomowe działa pole mniejsze od przyłożonego pola zewnętrznego – tzw efekt ekranowania, która jest tym większy im większa jest gęstość elektronowa wokół danego jadra: B ef = B 0 (1 – σ) σ – stała ekranowania Dzięki temu na widmie obserwujemy zróżnicowanie sygnałów w zależności od otoczenia chemicznego protonów.

21 Przesunięcie chemiczne B ef = B 0 (1 – σ) σ – stała ekranowania

22 Różnica stałych ekranowania wzorca i próbki nosi nazwę przesunięcie chemiczne δ, wyrażane jest w ppm (part per milion): δ = B 0 WZ – B 0 PR /B 0 WZ 10 6 [ppm] Ponieważ z warunku rezonansu wynika, że B 0 i ν są do siebie proporcjonalne, zatem: δ = ν pr - ν wz /ν wz 10 6 Najczęściej stosowanym wzorcem w 1H NMR jest tetrametylosilan (TMS).

23 Przesunięcie chemiczne Grupa δ [ppm] R-COOH R-COH Ar-H R-OH R-NH 2 =CH- -CH 2 - -CH 3 12 –10 11 – 9 9 – – 2 6 – 1 5 –

24 Przesunięcie chemiczne

25

26 NH 2 CH 2 CH 3 Dlaczego na widmach NMR pojawiają się multiplety?

27 Sprzężenia spinowo-spinowe Kolejnym elementem ułatwiającym analizę widm NMR są sprzężenia spinowo-spinowe, wynikające z oddziaływań momentów magnetycznych jąder. Efektem tego jest podział sygnału na multiplet, ilość linii w multiplecie opisuje wzór: P = 2nI + 1 gdzie: n – liczba równocennych jąder rozszczepiających, I – kwantowa liczba spinowa

28 sprzężenia spinowo-spinowe

29

30 dla I = ½: Liczba równocennych jąder Ilość i intensywności sygnałów w multiplecie

31 Równocenne protony

32 Ostatnim czynnikiem istotnym w analizie protonowego rezonansu magnetycznego jest krzywa integracji. W przypadku 1H NMR powierzchnia piku jest wielkością wprost proporcjonalą do ilości protonów od których dany pik pochodzi.

33 Przykład widma 1H NMR:


Pobierz ppt "Metody badań strukturalnych w biotechnologii Wykład III Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego – podstawowe pojęcia."

Podobne prezentacje


Reklamy Google