Czułość pomiarów NMR.

Prezentacja na temat: "Czułość pomiarów NMR."— Zapis prezentacji:

1 Czułość pomiarów NMR

2 Intensywność ~ [stężenie] (Int ~ c)
Efekt akumulacji: S/N ~ nt1/ nt – liczba zsumowanych sygnałów FID Moment magnetyczny jądra i pole B0: Int ~ (5/2)B0(3/2) Efekt NOE: Int(max) = (1 + S/2I) Int0 Przeniesienie polaryzacji S I: Intmax = S/I Niektóre czynniki wpływające na jakość rejestrowanego widma

3 Schemat sekwencji INEPT ogniskowany
Wąskie prostokąty reprezentują impulsy 90º a szerokie – impulsy 180º. Inne oznaczenia: td – przerwa relaksacyjna, w której układ dochodzi do stanu równowagi termodynamicznej z otoczeniem, d2 = 1/(4J), d3 = (0,15 - 0,25)/J, at – czas rejestracji FID 90 180 t d 2 3 o s p r z . I S A B C D E at Schemat sekwencji INEPT ogniskowany (INEPT = Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer)

4 CH CH2 CH3 Postać multipletów spinu I w grupach IS, IS2 i IS3, rejestrowanych za pomocą sekwencji INEPT z kompensacją równowagowej intensywności spinu I.

5 Układ spinowy a = 45º a = 90º a = 135º IS 0,71(gS/gI) (gS/gI) IS2 –(gS/gI) IS3 1,06(gS/gI) Wzmocnienie sygnału spinów I spowodowane przeniesieniem polaryzacji od spinów S w technice DEPT

6 Standardowe widmo 13C NMR i widmo DEPT(135) próbki sacharozy zanieczyszczonej metanolem, zarejestrowane z odsprzęganiem od protonów

7 ≡C-H 3’ 2’ 1 2 4 3 1’ 1” ppm Sygnał główny i sygnały satelitarne acetylenowego protonu 1-bromoetynylo-4-etynylobenzenu

8 Niektóre zaawansowane techniki pomiarowe

9 Koncepcja spektroskopii wielowymiarowej
Sekwencja pomiarowa służąca do rejestracji standardowego widma 1D NMR: (td) – (impuls ) – (at) Sekwencja pomiarowa służąca do rejestracji widma 2D NMR: (td) – (t1) – (tm) – (at) Sekwencja pomiarowa służąca do rejestracji widma 3D NMR: (td) – (t1) – (tm) – (t3) – (tm2) – (at) Koncepcja spektroskopii wielowymiarowej

10 Koncepcja spektroskopii wielowymiarowej
Poglądowe przedstawienie dwuwymiarowej spektroskopii NMR Koncepcja spektroskopii wielowymiarowej

11 Koncepcja spektroskopii wielowymiarowej
Etapy sekwencji pomiaru widma dwuwymiarowego: przygotowanie, td - wytwarzany jest nierównowagowy stan układu spinowego inkrementowany czas ewolucji, t1 - znakowanie koherencji spinowych częstościami 1 mieszanie, tm - przeniesienie koherencji pomiędzy oddziałującymi spinami detekcja, t2 - rejestracja sygnału FID, zawierającego informacje bezpośrednio o częstościach 2 i pośrednio o częstościach 1

12 Dwuwymiarowa technika COSY
90x 90x Sekwencja COSY służąca do korelowania przesunięć chemicznych spinów oddziałujących skalarnie Dwuwymiarowa technika COSY

13 Dwuwymiarowa technika COSY
Schematycznie przedstawione widmo 2D typu COSY, w którym korelacja spinów jest wywoływana sprzężeniem skalarnym. Sygnały diagonalne (D) odpowiadają widmu 1D podczas gdy sygnały niediagonalne wskazują na obecność sprzężenia skalarnego pomiędzy spinami.

14 WIDMO PROTONOWE KROTONIANU ETYLU
H H H H H 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 1.0 1.0 2.0 3.0 3.0

15 WIDMO COSY KROTONIANU ETYLU

16 Widmo 1D 1H NMR roztworu sacharozy w D2O z dodatkiem metanolu
.  Widmo 1D 1H NMR roztworu sacharozy w D2O z dodatkiem metanolu

17 Widma COSY z filtrem dwukwantowym - DQF-COSY.
1 2 2 3 3 1  Widmo 2D 1H-1H DQF-COSY roztworu sacharozy w D2O z dodatkiem metanolu

18 Widmo 1D 1H NMR roztworu sacharozy w D2O z dodatkiem metanolu
. 1 2 3 2 1 3  Widmo 1D 1H NMR roztworu sacharozy w D2O z dodatkiem metanolu

19 Widmo 1D 1H NMR teakryny w CDCl3

20 Widmo 1D 13C NMR teakryny w CDCl3
2 3 6 5 4 7 8 9 CDCl3

21 Detekcja odwrotna. Widmo 2D 1H-13C HMBC teakryny.
6 5 4 7 8 9 H7 H9 H3 C6 C8 C2 C4 C5

22 Widmo 1D 1H NMR teakryny w CDCl3
2 3 6 5 4 7 8 9 3 9 7 1 Widmo 1D 1H NMR teakryny w CDCl3

23 Widmo 1D 13C NMR teakryny w CDCl3
2 3 6 5 4 7 8 9 6 8 2 4 5 Widmo 1D 13C NMR teakryny w CDCl3

24 Detekcja odwrotna. Widmo 2D 1H-13C HSQC teakryny

25 Widmo 1D 13C NMR teakryny w CDCl3
9 7 1 1 2 3 6 5 4 7 8 9 6 8 2 4 5 Widmo 1D 13C NMR teakryny w CDCl3

26 Impulsowe gradienty pola magnetycznego
Częstość precesji spinów w polu magnetycznym B0 z nałożonym liniowym gradientem: |L(z)| = (B0 + gz z) Dwa impulsy gradientowe o przeciwnej polaryzacji stanowiące najprostszą sekwencję ogniskującą Sekwencja gradientowego echa spinowego

27 Technika Informacja Inversion-recovery Spinowe echo CPMG INEPT DEPT
Pomiar T1 Spinowe echo Wygaszanie szerokich linii i zakłóceń, element innych sekwencji, pomiary dyfuzji CPMG pomiar T2 INEPT Przenoszenie polaryzacji S I, rejestracja I kontrolowana przez T1(S) DEPT Przenoszenie polaryzacji S I, rozróżnianie IS, IS2 i IS3, „edycja”, rejestracja I kontrolowana przez T1(S), edycja widm Najważniejsze techniki jednowymiarowej spektroskopii NMR 1D

28 Najważniejsze techniki dwuwymiarowej spektroskopii NMR
Technika Informacja Korelacje poprzez homojądrowe Jij; współrzędne δ(Hi), δ(Hj) Cosy (Correlation spectroscopy) sprzężenia par jąder DQCOSY (Double-Quantum Correlation COSY ) lepiej czytelne COSY, brak sygnałów singletowych na diagonali TOCSY (total correlation spectroscopy) wszystkie sprzężenia w obrębie całego układu spinowego Korelacje poprzez heterojądrowe Jij; współrzędne δ(Xi), δ(Hj) (detekcja odwrotna) HSQC (heteronuclear single quantum correlation) sprzężenia przez jedno wiązanie HMBC (heteronuclear multi bondcorrelation) sprzężenia przez więcej niż jedno wiązanie HMQC (heteronuclear multi quantum correlation) sprzężenia przez jedno lub więcej wiązań (mniej selektywne) Korelacje poprzez oddziaływania dipolowe (NOE); współrzędne δ(Hi), δ(Hj) NOESY (NOE spectroscopy) odległość pomiędzy Hi i Hj; zanika jeśli ω0 c~1 ROESY (rotating frame NOE SY) odległości międzyjądrowe; działa również dla ω0 c=1 Korelacje przez wymianę chemiczną; współrzędne δ(Xi), δ(Xj) EXSY (exchange SY) schemat i szybkość wymiany chemicznej

29 Widmo 1H NMR moczu - kwasica argininobursztynowa.
Asa - kwas argininobursztynowy Ala – alanina Cr – kreatyna Crn - kreatynina, Dma – dimetyloamina Gly - glicyna Widmo 1H NMR moczu - kwasica argininobursztynowa.

30 Widmo 13C NMR moczu pacjenta chorego na alkaptonurię