Э. Дероум - Современные методы ЯМР для химических исследований (1125882), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Из уравнения (6.3) мы получаем величину В-импульса к/2, а величина д будет зависеть от числа ядер, иа которые переносится поляризация. Если мы его заранее ие знаем, то можно использовать компромиссное значение, позволяющее получить заметные интенсивности всех групп ХН„; для случая "С такой Перенос поляризации и редактирование спектров Рис. 6.18. Схема обратного эксперимента 1ЭЕРТ.
величиной будет эр = к/4. Таким образом, для осуществления обратного ПЕРТ иам потребуется последовательность, изображенная иа рис. 6.18. Фазовый цикл последоваэельности должен быль похожим иа обычный ПЕРТ, его основная функция — чередование фаз заключительного импульса "С и фазы приемника с целью подавления исходной намагниченности протонов. Поскольку исходная намагниченность протонов гораздо больше переносимой поляризации, одного фазового цикла будет, по-видимому, недостаточно для полного ее подавления, и чередование фаз следует сочетать с предварительным насыщением протонов с помощью широкополосного облучения.
Насьццение, помимо этого, будет создавать на гетероядрах ЯЭО, соответствующим образом повышающий их чувствительность, поэтому предварительное облучение следует считать существенным элементом последовательности. Широкополосная же развязка от гетероядер во время выборки — это необязательный элемент. Оиа, с одной стороны, увеличивает интенсивность сигналов, во с другой — лишает спектр дополнительной информации, поэтому ее использование оказывается желательным далеко не всегда. м ж та ы ы о о м м о о ц эа а и а Рис.
6.!9. В верхней часэи пгждстаален нормальный протонный спектр трипсптида, ломсчснноэо ядром эС. На нижнем спектре сигналы протонов у помеченного углерода получены огдсльно от остальных с помощью обратного 1ЭЕРТ с широкополосной развязкой от "С во время выборки 1экспсримснт СэАВ Р-1, гл. 7).
Другие набольшие сигналы, чуть видимые в спектре, возникают за счет природного содержания ядер "С в положениях, связанных спин-спиновым взаимодействием с другими протонами. 230 Глава б Кроме того, широкополосная гетероразвязка от ядер типа 'эС с их широким диапазоном химических сдвигов-далеко не простая задача (см. разд. 7.4 гл. 7). На рис. 6.19 представлен спектр, полученный с помощью такой последовательности. Очень хорошее подавление протонных сигналов было достигнуто с помощью сочетания фазового цикла с иасышеннем протонов в течение 1 с перед каждым прохождением.
С точки зрения отношения сигнал/шум полученный спектр сравним с прямым наблюдением протонов, но, как мы уже упоминали ранее, это соединение имеет очень благоприятные релаксациониые свойства. Возможности эксперимента и его аналогов, которые обсуждаются в гл. 1О, выглядят весьма внушительными, однако иа сегодняшний день мы знаем лишь несколько примеров их применения Ь(53.
Литература 1. Егу!гг Р., Паде М., У. Мав. Кез., 50, 397 — 404 (1984). 2. Магии б.А., Ргеетап Е., У. Ааэег. СЬет. Бос., 101, 760 — 762 (1979). 3. Редд О.Т., 0аййге!! О.М., Вгаа«г )КМ., Валдай М.В., У. Мак. Кеэ., 44, 32-40 (1981). 4. Тыкве попытки делалисзХ сма Еупйеп-Вей В. М., Ви!а(пд У. М., Оиййгей О. М., У. Мад. Кек, 55, 128 — 144 (1983). 5.
!.«яи М. Н., Егиг! К. К., Мо!. РЬук, 50, 1109 — 1124 (1983). Основная тема этой работы не включает ОЕРТ, ио ои упоминается как много«винтовый фильтр в связи с поиском источников ошибок в импульсных последовательностях. 6. Виа!пд ЕМ., Вгаа!гг И'.М., Р!гЫУ., Оаййггй О.М., У. Мад.
Кегы 56, 167-173 (1984). 7. Вепг(ай М. В., Реуд О. Т„У. Мак. Кеэ., 53, 272 — 296 (1983). 8. Ейгглаеп О. И'., В!!Пгйе 8., Вг!Пи4а Н., Уа(иэьггп Н.Х., У. Мав. Кеи., 55, 347 — 354 (1983). 9. Редд О. Т., Вглйай М. К., У. Мав. Кегы 60, 347 — 351 (1984). 1О. Вгийий М. Е., Ргуу О. Т., У. Мав. Кеэ., 53, 40 — 48 (1983). 11. 51(гепггп О. ИЬ Егпгг Тс Е., У.
Маб. Кеты 51, 477 489 (1983) 12. Редд О. Т., Вепг(айМ.В., У. Мав. Кек, 55, 51 — 63 (1983). 13. Редд О. Т., Веиг(айМ. В., У. Мад. Кеэ., 58, 14 — 26 (1984). 14. Вгпг(«ПМ.К., Редд О.Т., Оаййге!! О.М., Ргг(йд, У. Мак. Ксзэ., 51, 520 — 526 (1983). 15, Смс Вгиа(га И'.М., Угтпд М.б., Б(тра«и 5.3., Оаййг«ПО.М., У. Мив. Кек, 56, 521-526 (1984); 0«ййгейО.М., Бгаиигип У., !.ииг Е.О., У. СЬеги. 8ос.
СЬеиэ. Сои»пап., 602 — 605 (1983). Глава 7 Дополнительные сведения об экспериментальных методах 7.1. Введение В этой главе мы рассмотрим экспериментальные проблемы, с которыми часто приходится сталкиваться в практической миогоимпульсиой спектроскопии ЯМР. Эта книга, как мы уже говорили в гл. 1, не претендует иа роль нсчерпываюшего учебника по практическому ЯМР.
В первую очередь мне хотелось бы сосредоточить внимание иа процедурах, связанных с выбором параметров эксперименты, которые приходится выполнять каждый день, и описать, как их следует правильно выполнять. Описываемые далее некоторые современные приемы работы — это не «методы экспериментального ЯМР» в полном смысле слова. Они в сочетании с другими методиками позволяют повысить производительность спектрометра или ослабить влияние ошибок экспериментатора н недостатков спектрометра на качество получаемых результатов. Многие современные эксперименты чрезвычайно чувствительны к тщательному выбору длительностей импульсов, задержек и фазовых сдвигов и к тому, насколько точно заданные параметры воспринимаются спектрометром.
К сожалению, к большинству спектрометров следует относиться с известным скептицизмом, поскольку очень часто реальные сигналы иа выходе передатчика могут быть слабо связаны с тем, что мы от него требовали. Это в особенности относится к таким экспериментам, как, например, упоминающиеся в разд. 7.3 составные импульсы, где последовательность некоторых действий производится в микросекуидном масштабе времени. При любых многоимпульсных экспериментах нужно тщательно калибровать длительности импульсов, это особенно необходимо прн первом выполнении нового эксперимента. Чтобы уменьшить вероятность ошибок и путаницы, важно изучить сущность вашего эксперимента и знать характеристики вашего спектрометра, наиболее для него критичные.
Перед проведением нового эксперимента его следует оттестировать иа таком объекте, для которого результат уже известен, а выполнение эксперимента не требует много времени. Это значит, что нужно использовать концентрированные растворы простых соединений, сложность которых, однако, еше достаточна для демонстрации возможностей эксперимента. Для увеличения частоты повторения полезно сократить величины Т, с помощью добавления ацетнлацетоиата Глава 7 21В дБ = 101я ,.Рг/ (7.1) (7.2) дБ = 201я~ — ' х )'г/ (7.3) хрома(1П) (в органические растворы) или хлорида марганца(11) (в водные растворы). Для работы с протонными спектрами полезно иметь образцы. дающие спектр с единственным сигналом (например, хлороформ в дейтерохлороформе с небольшой добавкой релаксациониого реагента для сокрашения Т, до 1 нли 2 с), и с двух- и трехспииовой системами первого порядка (вполне подойдут В-хлоракиловая кислота и 1,2-дибромпропиоиовая кислота в дейтерохлороформе).
Количество тестовых образцов для работы с гетероядерными системами может быть бесконечным. Тестирование большинства протон-углеродных экспериментов удобно проводить с помощью обогащенного по 'зС метилиодида. Часто бывает нужно дополнительно сократить Т,. 7.2. Длительность импульса и напряженность поля 7.2.1.
Введение: шкала мощности в децибелах При настройке спектрометра перед проведением миогоимпульсиого эксперимента часто приходится измерять' мощности нескольких радиочастотных полей. Различные названия этой операции — калибровка длительности импульсов или измерение напряженности поля — отражают только разные стороны определения одного и того же параметра. Для измерения амплитуды радиочастотного поля можно использовать единицы типа гаусс (Гс) или тесла (Т): 1Т = 10000 Гс, ио с точки зрения ЯМР ее наиболее удобно выражать, как мы это уже делали в гл.
4, через скорость прецессии ядерной намагниченности, В этом случае связь между амплитудой поля В в герцах, т,е. в числе поворотов намагниченности в секУндУ, и длительностью и-импУльса Оо вызывающего поворот намагниченности па 1/2 цикла, выглядит особенно просто П„= 172В). Например, обычный жесткий я-импульс длительностью 1О мкс соответствует амплитуде поля 50 кГц, а обычная для гомоялерной развязки амплитуда поля 50 Гц эквивалентна мягкому я-импульсу длительностью 10 мс. Термины «жесткий» и «мягкий» довольно часто неправильно применяются для обозначения неселективных и селектнвных импульсов.
Поэтому точное значение этих терминов зависит от контекста. Для измерения амплитуды радиочастотного поля нам потребуется некоторое чувствительное к этой величине явление ЯМР. Мы рассмотрим целый набор таких явлений, а выбор конкретного из них будст зависеть от обстоятельств. Обычно передатчик и декаплер, если последний используется в импульсном режиме, работают на максимально возможной мощности.
Однако во многих экспериментах, например при получении мягких импульсов заданной длительности или для селективной развязки,нужно использовать некоторую конкретную мощность. Более низкая мощность обычно получается делением максимальной мощности с помощью аттеиюатора. Нам будет полезно иметь представление о том, как параметр, отражающий отношение мощностей (децибел или дБ), связан дополнительные сведения об экспериментальных методах 21 В амплитудой радиочастотного поля в ЯМР-эксперименте, дециб (дБ) дает иам логарифмическую шкалу отношения мощностей и ояреде гнея» ся как геР иР д, г — две сравниваемые мощности. Очень часто удобнее сравнивать не мощности, а напряжения сигналов, которые связаны с моШ- постыл соотношением При выполнении расчетов, исходя из величии напряжений, нужно поль- зоваться соотношением К ак мы видим, децибелы характеризуют отношение величин.
Поэтому их обычное использование в качестве некоторой абсолютной величины в выражениях типа «громкость звука взлетающего самолета превышает 150 Б» д» или в более важном для ЯМР (если, конечно, ваша лаборатория находится не возле аэропорта) «выходная мощность синтезатора составляет +1ОдБм» может несколько озадачить. Фокус состоит в том, что в этих выражениях говорится об отношении интересуюшей нас величины к некоторой стандартной; последняя, как предполагается, всем известна. Для обычных единиц измерения радиочастогной мощности (дБм и дБВт) эта величина сосгывляет 1 мВт и 1 Вг соответственно. Об ычиые генераторы прямоугольных сигналов имеют иа выхо е мо ность в Б ь в несколько дБм, а обычные импульсные передатчики спект ометров ЯМР могут давать +20 дБВт.
Р Двукратное снижение мощности соотвегсгвует ее изменению на — 3,01 дБ (101д0,5), или, можно считать, просто иа — 3 дБ. Однако мощность радиочастотного поля пропорциональна нппряжению сигнала, прикладываемого к катушке, поэтому для понижения напряженности поля в 2 раза нужно снизить напряжение сигнала на 6 дБ. Запомнив это простое соотношение, вы лепко сможете подобрать величину соответствующего параметра для получения нужной амплитуды радиочастотного поля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
