ЯМР в одном и двух измерениях - Эрнст Р.
ISBN 5-03-001394-6
Скачать (прямая ссылка):
Поскольку сам по себе процесс переноса когернтности обусловливает появление кросс-пиков в противофазе, в корреляционной 2М-спектроскопии (гл. 8) существенным является высокое разрешение по обоим измерениям. На рис. 6.8.1 показана соответствующая этим кросс-пикам огибающая во временной области, описываемая выражением (6.8.2). Для получения оптимальной чувствительности необходимо, чтобы расположенные вблизи ТОЧКИ Ґ1 = Ґ2 ~ (2J) ~ 1 максимумы этих огибающих попали в действующий объем. Для этого окно регистрации следует расположить так, как показано на рис. 6.8.1,е.
6.8.5.3. Практические рекомендации
С точки зрения оптимизации чувствительности важную роль играют только следующие параметры: время спин-решеточной релаксации Ti, форма огибающей сигнала se(ti, h), весовая функция h(ti, ti) и требуемое разрешение по двум измерениям, определяемое максимальными значениями /Tiax и Jinax. Для оптимизации чувствительности в 2М-экспериментах могут оказаться полезными следующие рекомендации [6.23]. 6.8. Чувствительность 2М-фурье-спектроскопни
427
1. Проведите оценку средних значений времен спин-решеточной релаксации и функций огибающей сигнала Se(ґі, ti).
2. Выберите соответствующее время задержки между экспериментами. Чтобы избежать проблем, связанных с ґі-шумом, возникающим из-за эффектов насыщения, время задержки выбирают, как правило, больше времени спин-решеточной релаксации Ti. Это определяет среднее время T на один эксперимент.
3. Используйте по возможности минимальное разрешение по переменной сої, которое удовлетворяет требованиям, предъявляемым к эксперименту. Это позволяет определить значение /Inax.
4. При ограниченной памяти для хранения данных важно минимизировать число накапливаемых по переменной ti строк Mi посредством использования наименьшей возможной скорости выборки по ґі. Однако если массив данных неограничен, то изменение скорости выборки не дает увеличения чувствительности в единицу времени.
5. Число выборок Мг и интервал tfax должны быть по возможности максимальными в пределах ограничения Zflax < Т. Если для устранения эффектов наложения на низкочастотную область высокочастотного шума перед аналогово-цифровым преобразованием применяется аналоговая фильтрация сигнала, то скорость выборки по этой переменной не влияет на чувствительность.
6. В тех случаях, когда огибающая исследуемого сигнала спадает не монотонно, для локализации максимума сигнала в пределах интервалов О < ґі < ґ,тах, О < ґ2 < /Jlax может оказаться целесообразным введение задержки в импульсную последовательность.
7. Оптимальная чувствительность достигается умножением временного сигнала на весовую функцию h(ti, ґг), согласованную по форме с двумерной огибающей Se(fr, ti) во временной области. Глава 7
Двумерное разделение взаимодействий
7.1. Основные принципы
Интерпретация ЯМР-спектров жидкостей и твердых тел нередко затрудняется из-за перекрывания резонансных сигналов сложной формы. Если гамильтониан составлен из членов, учитывающих взаимодействия различной физической природы, такие, как химический сдвиг, дипольные или скалярные спин-спиновые взаимодействия, то, рассматривая эти взаимодействия по взаимно-ортогональным частотным осям, можно получить спектр, более удобный для восприятия. При этом в отличие от экспериментов со спиновой развязкой упрощение спектра не приводит к потере информации. Переход к двумерному представлению сохраняет число линий в спектре постоянным. Главное преимущество 2М-спектроскопии заключается в возможности расшифровки перекрывающихся сигналов.
Разделение взаимодействий в 2М-спектроскопии можно сравнить с двумерной хроматографией. В одномерной тонкослойной хромато-грамме или хроматограмме на бумаге разделение составных частей смеси при элюировании тем или иным растворителем часто оказывается неполным. Полного разделения компонентов можно достичь при элюировании исследуемого вещества вторым растворителем в направлении, перпендикулярном исходному.
В ЯМР-спектроскопии вместо двух растворителей для периодов эволюции и регистрации подбирают два эффективных гамильтониана и такого вида, который обеспечивает однозначную идентификацию каждой линии.
Простейший пример 2М-спектра приведен на рис. 7.1.1. В нормальном спектре 13C с неподавленными протон-углеродными скалярными взаимодействиями, изображенном в верхней части рисунка вдоль оси со2, перекрывающиеся мультиплеты можно расшифровать посредством разделения сигналов по их химическому сдвигу в направлении сої. В этом случае = Hk ІЇк Skz и ЖІ<Х) = Hk tik Skz + + YikllirJklSkzIlz + члены, относящиеся только к протонной спиновой системе. При взаимной перестановке гамильтонианов информация, содержащаяся в сої- и со2-областях, просто поменяется местами [7.1].
На рис. 7.1.2 приведен типичный пример гомоядерного двумерного /-спектра. В случае слабого взаимодействия сої-область содержит 7.1. Основные принципы
429
Эволюция
Регистрация
13C
Развязанный
Связанный
Рис. 7.1.1. Простой пример двумерного разделения: спектр "С с неподавленными протон-углеродными взаимодействиями и перекрывающимися мультиплетами можно расшифровать с помощью 2М-спектра, в котором ші -область содержит информацию только о химических сдвигах, а в од-области проявляются как константы взаимодействия, так и химические сдвиги. Этого можно достичь при включении широкополосной развязки в период эволюции ?і.
