Technika pomiarowa NMR: impulsy złożone i selektywne Czas relaksacji T 1 Czas relaksacji T 2 Technika gradientowa i jej zastosowania Usuwanie sygnału

Podobne dokumenty
Impulsy selektywne selektywne wzbudzenie

Chiralność i spektroskopia MRJ Badanie procesów wymiany (Dynamic NMR, D NMR) Wyznaczanie stałej trwałości kompleksów Technika pomiarowa MRJ: impulsy

Chiralność i spektroskopia MRJ Badanie procesów wymiany (Dynamic NMR, D NMR) Wyznaczanie stałej trwałości kompleksów Technika pomiarowa MRJ: impulsy

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: I. Animacje na slajdach przygotował mgr inż.

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY (MRJ) NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR)

SPEKTROSKOPIA NMR. No. 0

impulsowe gradienty B 0 Pulsed Field Gradients (PFG)

Magnetyczny Rezonans Jądrowy (NMR)

Spektroskopia Jader 13 C i efekt Overhausera

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY (MRJ) NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR)

impulsowy NMR - podsumowanie

NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY - podstawy

Wykorzystanie zjawiska rezonansu magnetycznego w medycynie. Mariusz Grocki

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY WODORU

IM - 6a MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY. I. Cel ćwiczenia

SPEKTROSKOPIA MAGNETYCZNEGO REZONANSU JĄDROWEGO IZOTOPÓW INNYCH NIś 1 H i 13 C

EPR. W -1/2 =-1/2 gµ B B

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

INSTYTUT FIZYKI WYDZIAŁ INŻYNIERII PROCESOWEJ, MATERIAŁOWEJ I FIZYKI STOSOWANEJ POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA ĆWICZENIE NR MR-2

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: II

ekranowanie lokx loky lokz

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: IV. mgr inż. Marcin Płosiński

ν 1 = γ B 0 Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego h S = I(I+1)

DOSY (Diffusion ordered NMR spectroscopy)

DWUWYMIAROWA SPEKTROSKOPIA NMR (2D NMR)

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY WODORU

Podstawowe oddziaływania w cząsteczkach istotne dla spektroskopii MRJ

Zastosowanie spektroskopii NMR do badania związków pochodzenia naturalnego

Strukturalne elementy symetrii. Krystalograficzne grupy przestrzenne.

cz.2 Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321

Magnetyczny rezonans jądrowy

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS

NAJNOWSZE TRENDY W INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ - METODY BADAŃ MATERIAŁÓW - JĄDROWY REZONANS MAGNETYCZNY (NMR)

ZASTOSOWANIE SPEKTROSKOPII NMR W MEDYCYNIE

ĆWICZENIE NR 5 ANALIZA NMR PRODUKTÓW FERMENTACJI ALKOHOLOWEJ

analiza chemiczna jakościowa ilościowa

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych

1. M.Levitt, Spin Dynamics Basics of Nuclear Magnetic Resonance (Wiley, 2005) 2. T.Claridge High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry

GRUPY SYMETRII Symetria kryształu

Rok Grupa Zespół Metody Rezonansowe WFiIS AGH Data wykonania Data oddania Zwrot do popr. Data oddania Data zaliczenia OCENA

POŁOŻENIA SYGNAŁÓW PROTONÓW POŁOŻENIA SYGNAŁÓW ATOMÓW WĘGLA

BUDOWA ATOMU cd. MECHANIKA KWANTOWA

SPEKTROSKOPIA MAGNETYCZNEGO REZONANSU JĄDROWEGO IZOTOPÓW O SPINIE WIĘKSZYM NIŻ 1/2

BUDOWA ATOMU cd. MECHANIKA KWANTOWA

Propagacja impulsu. Literatura. B.E.A. Saleh i M.C. Teich: Fundamentals of Photonics. John Wiley & Sons, Inc. New York 1991, rozdział 5 ( 5.

BADANIE CYFROWYCH UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH TTL strona 1/7

MOMENT MAGNETYCZNY W POLU MAGNETYCZNYM

H MRJ, 13 C MRJ... NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR) 1 H NMR, 13 C NMR...

Leksykon onkologii Cancer lexicon

Elementy symetrii makroskopowej w ujęciu macierzowym.

P K. Położenie punktu na powierzchni kuli określamy w tym układzie poprzez podanie dwóch kątów (, ).

NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR)

FIZYKOCHEMICZNE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz

Badania trybologiczne materiałów inżynierskich Wyznaczanie przepuszczalności par wody przez materiały opakowań DWUMIESIĘCZNIK 3/ 2018

Fizyczne podstawy magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) - obrazowania za pomocą rezonansu jądrowego (MRI)

Podczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm)

Zastosowanie spektroskopii NMR do określania struktury związków organicznych

Rysunek 1: Schemat doświadczenia Sterna-Gerlacha. Rysunek 2: Schemat doświadczenia Sterna-Gerlacha w różnych rzutach przestrzennych.

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz. Instytut Chemii Organicznej PAN ul. Kasprzaka 44/52, Warszawa

FID Free Induction Decay. Rejestracja widm NMR metodą fali ciągłej CW (Continuous Wave)

Technika laserowa. dr inż. Sebastian Bielski. Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej PG

WYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab.

Płaska fala monochromatyczna

NMR Nuclear Magnetic Resonance. Co to jest?

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

SPEKTROSKOPIA MAGNETYCZNEGO REZONANSU JĄDROWEGO IZOTOPÓW INNYCH NIŻ 1 H i 13 C

G:\AA_Wyklad 2000\FIN\DOC\Fale wodnem.doc. Drgania i fale III rok Fizyki BC. Model: - długi kanał o prostokątnym przekroju i głębokości h,

Wyznaczanie ruchliwości i koncentracji nośników prądu w półprzewodnikach metodą efektu Halla

Chemia bionieorganiczna / Rosette M. Roat-Malone ; red. nauk. Barbara Becker. Warszawa, Spis treści

H MRJ, 13 C MRJ... NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR) 1 H NMR, 13 C NMR...

Oddziaływanie atomu z kwantowym polem E-M: C.D.

Obrazowanie Metodą Magnetycznego Rezonansu Jądrowego Spis treści

LNL Legnaro, IFIC Valencia, GSI, ZFJA. Ernest Grodner Weryfikacja hipotezy udziału kolektywnych bozonów w rozpadzie beta 62 Ga

BADANIE MAGNETYCZNEJ RELAKSACJI PROTONÓW METODĄ ECHA SPINOWEGO

Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum Katedra Chemii Organicznej. Marek Żylewski

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz

INSTYTUT FIZYKI WYDZIAŁ INŻYNIERII PROCESOWEJ, MATERIAŁOWEJ I FIZYKI STOSOWANEJ POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA ĆWICZENIE NR MR-3

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego

Spektroskopia. Spotkanie drugie UV-VIS, NMR

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych / Robert. Spis treści

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas

SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 2015/16 nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne

JĄDROWY REZONANS MAGNETYCZNY

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR)

Diagnostyka plazmy - spektroskopia molekularna. Ewa Pawelec wykład dla pracowni specjalistycznej

Spektroskopia. Spotkanie pierwsze. Prowadzący: Dr Barbara Gil

H MRJ, 13 C MRJ... NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR) 1 H NMR, 13 C NMR...

RECENZJA ROZPRAWY DOKTORSKIEJ magistra Mateusza Wojciecha Paczwy

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

jako analizatory częstotliwości

Metody spektroskopowe w identyfikacji związków organicznych. Barbara Guzowska-Świder Zakład Informatyki Chemicznej, PRz

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

2. Całkowita liczba modów podłużnych. Dobroć rezonatora. Związek między szerokością linii emisji wymuszonej a dobrocią rezonatora

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 3 Promieniotwórczość naturalna

Konwersatorium ze Spektroskopii Molekularnej III ROK

Transkrypt:

Technika pomiarowa NMR: impuls łożone i selektwne Cas relaksacji T 1 Cas relaksacji T 2 Technika gradientowa i jej astosowania Usuwanie sgnału ropuscalnika Proces dfuji, DOSY NMR w faie stałej i ciekłokrstalicnej Obraowanie NMR

Puls łożone (composite pulse) kompensacja niedoskonałości 90 o 88 o 90 o 180 o 180 o () = 90 o () 180 o () 90 o () 90 o () 180 o () 90 o ()

Impuls selektwne selektwne wbudenie Impuls prostokątn o długości rędu mikrosekund ( hard ): cał akres 1 H ( 13 C) Fala ciągła (impuls o nieskońconej długości): jedna cęstość ν o Impuls prostokątn o długości rędu milisekund ( soft ): akres kilku kilkunastu H Profil impulsu prostokątnego w diedinie cęstości Half - Gaussian T.Claridge, High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistr, Oford 1999

H OH HO 4 HO 6 5 H H 3 O H 2 OH O 1 H HO H 2 3 4 H HO O 6 CH 2 OH 5 H HOCH 2 1 1 2 1D sel-cosy

krótki cas naświetlania: truncated driven NOE (TOE) długi cas naświetlania: stead state NOE selektwn impuls 180 o : transient NOE 180 o 90 o DPFGSE NOE

Technika pomiarowa NMR: impuls łożone i selektwne Cas relaksacji T 1 Cas relaksacji T 2 Technika gradientowa i jej astosowania Usuwanie sgnału ropuscalnika Proces dfuji, DOSY NMR w faie stałej i ciekłokrstalicnej Obraowanie NMR

hν emisja spontanicna (nieefektwna w MRJ) emisja wmusona + - + - cas korelacji τ c : miara ruchliwości cąstecki cas obrotu cąstecki o 1 radian Porusająca się molekuła generuje fale elektromagnetcne log (T 1 ) log (τ)

Pomiar casu relaksacji T 1 (metoda odwrócenia i powrotu, Inversion Recover, IRFT) 180 o 90 o τ t τ 1 τ 2 I = A + B ep (- τ / T ) obs 1 τ 3 τ 4 cas τ

Wkorstanie casu T 1 log (T 1 ) OCH 2 COOCH 2 CH 3 [ CH 2 ] n Na + log (τ) n = 4, 6, 8 Cas relaksacji T 1 (sek.) woln ligand kompleks Na + 2.51 0.50 O O CH 3 CH 2 Na + 1.17 0.31 CH 2 O 0.36 0.23 [ CH 2 ] 4 0.17 0.15 H H 0.67 0.31 H 3 C CH 3 CH 3 0.73 0.54

O H N Me Me k O H N Me Me powrót do stanu równowagi: 180 o ~ ep(- 1/T 1 ) sel 180 o powrót do stanu równowagi: ~ ep(- 1/T 1-2k) Int. cas

Technika pomiarowa NMR: impuls łożone i selektwne Cas relaksacji T 1 Cas relaksacji T 2 Technika gradientowa i jej astosowania Usuwanie sgnału ropuscalnika Proces dfuji, DOSY NMR w faie stałej i ciekłokrstalicnej Obraowanie NMR

Pomiar casu relaksacji T 2 metodą echa spinowego 90 o 180 o τ τ t τ 90 o τ 180o echo spinowe Zanik sgnału w płascźnie : relaksacja spin-spin (T 2 ) niejednorodność pola magnetcnego w sondie (kompensowana pre echo ) proces dfuji I obs ~Aep(- 2τ / T 2 ) ep(- adτ 3 ) intenswność sgnału: I obs ~ A ep(- 2τ / T 2 )

Technika pomiarowa NMR: impuls łożone i selektwne Cas relaksacji T 1 Cas relaksacji T 2 Technika gradientowa i jej astosowania Usuwanie sgnału ropuscalnika Proces dfuji, DOSY NMR w faie stałej i ciekłokrstalicnej Obraowanie NMR

Diałanie impulsu niejednorodnego pola magnetcnego 90 o G -G

Usuwanie będnego sgnału widma 90 0 180 0 (sel.) G - G 90 o G - G sel 180 o

Badanie procesów dfuji Pulsed Gradient Spin Echo, PGSE τ τ 90 0 180 0 δ δ τ, t const δ -mienn G G t Zanik sgnału: wwołan dfują molekuł Udiał relaksacji T 2 : taki sam dla wsstkich ekspermentów I obs ~ A ep(- a D δ 2 )

Widmo pseudodwuwmiarowe: DOSY (Diffusion Ordered Spectroscop) K.Morris, C.Johnson, JACS 115 (1993) 4291

Technika pomiarowa NMR: impuls łożone i selektwne Cas relaksacji T 1 Cas relaksacji T 2 Technika gradientowa i jej astosowania Usuwanie sgnału ropuscalnika Proces dfuji, DOSY NMR w faie stałej i ciekłokrstalicnej Obraowanie NMR

Molekuła w polu magnetcnm Ekranowanie jądra atomu: elipsoida o trech różnch osiach, σ, σ, σ Ekranowanie jądra (presunięcie chemicne) ależ od orientacji elipsoid w polu magnetcnm ( aniotropia presunięcia chemicnego ) Pomiar w ciec: σ = (σ + σ + σ ) / 3

H H B o X X Jądra równoważne krstalograficnie: te same wartości σ, σ, σ, można prekstałcić jedną elipsoidę w drugą operacją smetrii; Jądra równoważne magnetcnie: można prekstałcić jedną elipsoidę w drugą operacją translacji lub inwersji; ekranowanie jąder mienia się tak samo w casie obrotu krstału jądra nierównoważne magnetcnie: ekranowanie inne dla obu jąder w ależności od orientacji krstału

Pomiar NMR monokrstału usunięcie oddiałwań dipol dipol (np. metodą impulsową) pomiar presunięcia chemicnego dla różnch orientacji krstału analia wników: określenie wartości σ, σ, σ (elipsoid ekranowania) określenie orientacji elipsoid wględem osi krstału Postęp w astosowaniu technik magnetcnego reonansu jądrowego w chemii Praca biorowa pod red. L.Sobcka, Warsawa, PWN 1984

Widmo proskowe NMR Prosek: biór monokrstałów, chaotcnie orientowanch. Pomiar: usunięcie oddiałwań dipol dipol, pomiar presunięcia chemicnego σ σ σ σ = σ σ Wnik: wartości stałch ekranowania σ, σ, σ. Utrata informacji o orientacji elipsoid w krstale.

Widmo wsokiej rodielcości w ciele stałm Pomiar: Usunięcie oddiałwań dipol dipol Usunięcie aniotropii presunięcia chemicnego B o α Metod: D ~ [3cos(α) 1] (r -3 ) specjalne sekwencje impulsów wirowanie pod kątem magicnm (kąt 54 o 44,1, wirowanie sbkością rędu kilku kilkunastu kh) efektwna technika: CP MAS NMR (Cross Polariation Magic Angle Spinning) spektroskopia 2D NMR w ciele stałm: możliwa, trudna w optmaliacji, potrebn dobr spektrometr Zastosowania: Badanie substancji nieropuscalnch Zamrażanie procesów dnamicnch Badanie form polimorficnch - 220.0 N CH 3 CDCl 3 H N 15 N CPMAS H N - 210 N - 125.2 N - 173.5 (233 K) Presunięcia 15 N (CH 3 NO 2 0 ppm) N - 138

N + N N N N S 15 N CP MAS NMR 13 C CP MAS NMR (Widma: dr B. Kamieński) Serokości sgnałów: 50 100 H (ciec ca. 1 H)

Widmo NMR w faie ciekłokrstalicnej Pomiar: ciec faa ciekłokrstalicna Układ AX: dublet, J AX dublet, J AX + 2D AX Układ A 2 : singlet dublet, 3D AA Jądro o spinie ½: singlet multiplet, Q c Wartość D: ależna od orientacji cąstecki wględem B o i odległości międ atomami Wartość Q c : ależna od orientacji cąstecki wględem B o i sprężenia kwadrupolowego

Technika pomiarowa NMR: impuls łożone i selektwne Cas relaksacji T 1 Cas relaksacji T 2 Technika gradientowa i jej astosowania Usuwanie sgnału ropuscalnika Proces dfuji, DOSY NMR w faie stałej i ciekłokrstalicnej Obraowanie NMR

Obraowanie NMR (Imaging) B o B o B o +B δ (ppm) (cm) A=f(ν) A=f() 90 0 90 0 G

Obraowanie NMR (Imaging) B o +B δ (ppm) (cm) 90 0 G

Obraowanie NMR (Imaging) 90 0 G G Zastosowania obraowania: medcna (astępuje promienie X) badanie żwności mikroskopia MRJ badanie struktur tworw stucnch badanie materiałów porowatch badanie uskodeń i pęknięć dfuja w ciele stałm (kosmetka!) Pomiar tpu 2D: różne cas trwania gradientu cerwonego FID 2D awiera informacje o obu wmiarach