1 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Временное и частотное представление спектра M y = M xy cosωt M x = M xy sinωt ω ω. - презентация

1 1 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Временное и частотное представление спектра M y = M xy cosωt M x = M xy sinωt ω ω

2 2 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Временное и частотное представление спектра Фурье- преобразование

3 3 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Преобразование Фурье M y = M xy cosωt M x = M xy sinωt Спектр поглощения Спектр дисперсии

4 4 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Несколько сигналов. Импульсная спектроскопия. hνt ~ h

5 5 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Спад свободной индукции (ССИ, FID)

6 6 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Спад свободной индукции (ССИ, FID) T2*T2* T2T2 T2*T2*

7 7 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Спад свободной индукции (ССИ, FID) x16 ССИШУМ

8 8 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Оцифровка сигнала. Частота сигнала. Ширина спектра: SW Частота выборки: DW Теорема Найквиста: Для того, чтобы охарактеризовать колеблющийся сигнал, он должен определяться минимум двумя точками на длину волны. Оцифровка сигналов с высокой частотой, не попавших в диапазон SW производится, но они определяются с «ложной» частотой.

9 9 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Оцифровка сигнала. Цифровое разрешение 2K4K 8K16K128K Время регистрации Цифровое разрешение

10 10 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Оцифровка сигнала. Цифровое разрешение Влияние DR: Точность определения частот сигналов Точность определения интенсивностей сигналов Форма линии SI или дополнение нулями TD = 2SI 8K16K32K TD = 16K

11 11 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Динамический диапазон АЦП АЦП на 16 bit: ±32767 = Накопление (усреднение) сигнала Изменение соотношения сигнал/шум при накоплении

12 12 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Соотношение сигнал/шум S/N ~ N×γ ex ×γ det 3/2 ×B 0 3/2 ×NS 1/2 ×T 2 1/2 S/N – соотношение сигнал/шум N– количество ядер (концентрация) γ ex – гиромагнитное отношение возбужденных спинов γ det – гиромагнитное отношение детектируемых спинов B 0 – напряженность постоянного магнитного поля NS– количество сканов T 2 – время поперечной релаксации

13 13 ЯМР. Часть 6. Обработка спектра Операции с ССИ Полный ССИ Обрезанный ССИ ССИ после дополнения нулями и аподизации ССИ после линейного предсказания

14 14 ЯМР. Часть 6. Обработка спектра Операции с ССИ. Аподизация

15 15 ЯМР. Часть 6. Обработка спектра Операции с ССИ. Аподизация. Трапецеидальное умножение.

16 16 ЯМР. Часть 6. Обработка спектра Операции с ССИ. Аподизация. Экспоненциальное умножение lb = 3 lb = 1

17 17 ЯМР. Часть 6. Обработка спектра Операции с ССИ. Аподизация. Лоренц-Гауссово преобразование lb = -1 gb = 0.2 lb = -1 gb = 0.5

18 18 ЯМР. Часть 6. Обработка спектра Линейное предсказание.

19 19 ЯМР. Часть 6. Обработка спектра Методология обработки спектра 1. Редактирование ССИ Дополнение нулями (SI) Линейное предсказание Аподизация (tm, em, gm) 2. Фурье – преобразование (ft) 3. Коррекция фазы 4. Коррекция базовой линии 5. Калибровка химического сдвига 6. Подписывание сигналов 7. Интегрирование

20 20 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Химическая шкала. Разрешение. м.д. (ppm) ( ν в МГц )

21 21 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Химическая шкала. Ξ – шкала: = 0 м.д. при условии, слабое поле сильное поле – шкала: δ стандарта = 0 м.д., слабое поле сильное поле τ – шкала (1H, устар.): δ стандарта = 10 м.д., сильное поле слабое поле

22 22 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Экранирование. B = B o (1- ) - константа экранирования Ларморова частота : = - B loc B loc = B 0 - B induced Внешнее магнитное поле индуцирует токи электронов Индуцированное локальное магнитное поле

23 23 ароматические протоны (~6-8 м.д.) винильные протоны (~5-6 м.д.) альдегидные протоны (~9-10 м.д.) ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Экранирование. Кольцевые токи. B loc = B 0 - B induced

24 24 Спектр ЯМР простого вещества Ванилин ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР

25 25 Спектр ЯМР простого вещества ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР

26 26 Зависимость химического сдвига. ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Температура pH Концентрация РастворительГруппаCDCl 3 (CD 3 ) 2 CO(CD 3 ) 2 SOC6D6C6D6 CD 3 ODD2OD2O хлороформCH ацетонCH ДМСОCH бензолCH метанолCH OH водаH2OH2O

27 27 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Измеряемые параметры ЯМР Наблюдаемые параметрыПолучаемая из них информация Химические сдвиги 1 H, 13 C, 15 N, 19 F, 31 P … Отнесение сигналов, вторичная структура белка и т.д. Интегральные интенсивности сигналов Количество измеряемого компонента, кинетические характеристики Константы спин-спинового взаимодействия Характеристика хим. связей, диэдральные углы Ядерные эффекты Оверхаузера (взаимодейств. через пространство) Расстояния между ядрами (1H – 1H < 5A) Ширины линий, времена релаксации ядер, кросс-релаксация Динамика, подвижность биомолекулы, конформационные переходы

28 28 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Спектр 1 H

29 29 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Спектр 1 H

30 30 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Спектр 13 С

31 31 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Спектр 13 С

32 32 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Двумерный спектр ( 1 H/ 1 H)

33 33 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Файловая структура

34 34 ЯМР. Часть 7. Спектр ЯМР Файловая структура