Nukleární magnetická rezonance
Přenos polarizace, Heteronukleární korelace
Přenos polarizace
relaxace - nekoherentní proces přenosu magnetizace - náhodné fluktuace
přenos magnetizace prostřednictvím ./-interakce - koherentní proces - všechny spiny
stejné chování ve stejný čas
podstata n-dimenzionální NMR spektroskopie v roztoku - korelace 7-interagujících jader zvýšení citlivosti NMR experimentu: přenos magnetizace z jádra s větším y(např. 1H) na jádro s menším y (např. 13C) ~Yi/Ys
při vícenásobné akvizici spinu S je limitujícím faktorem relaxace jádra I (typicky rychlejší než relaxace pro spin S)
selektivní RF pulz
homonukleární systém:
1,3 2,4
Ý
1,2 3,4
J
0
I
33
33
«3 S/ • • /
RF
^      \ I
\
\
\
I \ aa / S /\tlti/
3a
2,4
3,4
«3 S/ • •• /
\ I 3«
1,2
2  * r 3
I \      aa     / S /\ • • • /
RF
Selektivní inverze populací
•   suma signálů je pro jedno jádro stejná před a po aplikaci RF
K k/2
Heteronukleární přenos polarizace
• spinový pár 1H - 13C
• změna absolutních hodnot intenzit 13C rezonancí - 2x
+ 3
• uvážíme-li znaménka - celková maenetizace se zachovává---= 1
saturace jednoho z 1H přechodů
Heteronukleární pře
inverze jednoho z 1H přechodů
změna absolutních hodnot intenzit 13C rezonancí-4x uvážime-li znaménka -celková magnetizace se zachovává
(-3)+ 5
= 1
33
i3r *
ap
oo
H
aa
OOOOO ; OOOOO/
v
(3a
\ O O O O \ O O O O
/ 13C
1,3 2,4
13*
1,3
1,2
nos polarizace
H
3,4
3,4
a3 13C
OOOOO / OOOOO/
H
33
aa
O O
3«
\ OOOO \ O O O O
'lir
Heteronukleární přenos polarizace
uhlíkové signály jsou kladné i záporné a jsou modulované J-kaplingem s 1H => není možné použít protonový dekapling
řešení: ./-modulace
-3
TI
+5
1H(/) _|_|_
k/2
•   dochází k refokusaci uhlíkových signálů
Přenos polarizace neselektivními pulzy
Přenos polarizace
1H.13C/15N iNEpj
Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer
90.
180,
90.
H
<-t/2—►
<-t/2—►
180
90
				II	
T - 1/2JHC/N J					
vývoj chemického posunu 1H refokusován 180x pulzem spin-spinová interakce se vyvíjí po dobu t do antifáze 1H 13C/15N magnetizace je vytvořena dvojicí 90° pulzů
vývoj 13C/15N pod vlivem CS popř. 7-interakce je detekován během akvizice t1 NMR spektrum vykazuje navýšení intenzit díky populační inverzi podle poměru:
1
-3 5 -7     2 9 ■11    -9    15 13
- relativní intenzity signálů v případě INEPTu
-3
+1
+5
CH
+2 +9
- porovnání intenzit signálů při INEPTu a NOE
■11 -9
Jádro	13C	15N	31p	29Si	57Fe	103Rh
INEPT	3,98	9,87	2,47	5,03	30,95	31,78
NOE	2,99	-3,94	2,24	-1,52	16,48	-14,98
+15 +13
CH,
bez refokusace před dekaplingem
^-^N INEPT s refokusací
90x 180x 90y 180x
						<— ^—►		<— ^—►	Decoupling
									
b    9a a
T - 1/2JHC/N
• ke standardnímu INEPTu je přiřazeno po přenosu polarizace další spinové echo sloužící k refokusaci signálů X-H štěpených v důsledku 7-interakce (zisk signálu je částečně redukován transverzální relaxací).
• vhodné nastavení A prodlevy umožní detekovat vybrané spinové systémy (např. CH, CH2, CH3)
• během akvizice je 7wx-interakce potlačována ozařováním 1H rezonančních přechodů, tzv. decoupling
HETCOR
Heteronuclear Correlation
• poskytuje konektivitu mezi jádry 1H a 13C
• základní pulzní sekvence:
velikost inverze populace závisí na čase ^ a interakční konstantě JCH:
• míra přenosu polarizace bude záviset na stavu, ve kterém se jednotlivé vektory nacházejí (v které ose, jestli budou zrefokusované,... )
• pro výslednou intenzitu signálu je podstatný stav před posledním 90° pulzem - ten je ovlivněný vývojovou periodou před ním - časem ^
pp
aP       ' \lu
o o / \/H
2 \ P°
•. \ o o o o
'-o o o o
LH '.
aa
' 13r
". OOOOO / <-
OOOOO/
inverze přechodu 1-2
PP
a(3 13C<
OOOOO / OOOOO/
LH
\1H
Pa
\ O O O O ''OOOO
aa
O O /
.' 13ř
1,3 2,4
i3r
1,3
2,4
i3r
1,2
3,4
LH
3,4
1,2
ti (wH)
míra inverze populace 1H bude mít efekt na přenos polarizace na 13C přenosem polarizace se zvýší intenzita 13C   signálů   a   také   se přenese informace o jádře 1H na jádro 13C přestože detekujeme jádro 13C, ve výsledném FIDu máme informaci také o 1H, které jsou s 13C v korelaci (J-interakci) -> výsledek závisí na ujh během ^ a ujc během t2 signály ve výsledném spektru jsou pak štěpeny   7CH   a   také   dochází k překryvům různých CH systémů
HETCOR
1H
Heteronuclear Correlation
90 90
		ti Aj 4-14-k					4^2k Decoupling	
								
•		ti/2—►	180			90		
								yyVVv
odstranění rozštěpení signálů
využití heteronukleárního spinového echa
CH
6C t2
.....I MpHf li |H'ifMttPiMtfi|fH»f HHtMI|||ipWft*fyWIH^|lľim^lftiMti|tl*
140      120    100      80       60 40
r ío.o
PPM
20
Long-range HETCOR
Long-range HETCOR