рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Одноимпульсные эксперименты

Одноимпульсные эксперименты - раздел Электротехника, Ядерный магнитный резонанс ЯМР Последовательность Событий  ...

Последовательность событий

 

В этом параграфе мы опишем ЯМР-эксперименты с использованием только одного импульса. На рис. K2.7 показана последовательность событий в таком эксперименте. После начальной задержки, которая необходима всегда, чтобы система пришла в равновесие, на образец подается импульс (обычно прямоугольной формы). После другой короткой задержки, определяемой «мертвым временем» электронного тракта, детектор измеряет ответ системы, который затем оцифровывается и заносится в память компьютера. Время измерения сигнала должно быть достаточно большим, чтобы сигнал от системы спинов упал до пренебрежимо малого уровня. На практикe этот временной отрезок должен быть в несколько раз больше продолжительности релаксации системы T2. Дальнейшая задержка необходима, чтобы все спины пришли в равновесие (обычно определяется релаксационным временем T1). Затем процесс повторяется много раз.

Рис. K2.7. Последовательность событий в одноимпульсном эксперименте

 

Как было отмечено ранее во вращающейся системе координат образец находится во внешнем поле B0,которое направлено вдоль оси z. В отсутствие радиочастотного импульса при постоянном внешнем магнитном поле намагниченность образца мала и направлена вдоль B0, отражая дисбаланс между спинами с высокими и низкими энергиями, описываемыми распределением Больцмана. Когда частота импульса ν0 в точности соответствует ларморовой частоте, вектор ядерной намагниченности отклоняется от направления оси z. Импульс направлен вдоль оси x’, а конец вектора – к оси -y’.

 

 

 

Рис. K2.8. Действие короткого радиочастотного импульса вдоль оси x’ во вращающейся системе координат. Изначально вектор намагниченности параллелен внешнему полю и направлен вдоль оси z. (a) Импульс, создающий поле вдоль оси x’ действует на вектор намагниченности, отклоняя его к оси -y’. (б) После того, как поле B1 выключается, вектор намагниченности сохраняет угол α с осью z. Этот рисунок помогает еще раз понять, почему ЯМР является резонансной техникой: небольшое возмущение B1 вызывает большое изменение в ориентации вектора намагниченности образца М. Напоминаем, что в экспериментe B1 на несколько порядков меньше B0

 

 

Существует оптимальное соотношение угла α и времени между импульсами tповт, которое дается уравнением Эрнста:

 

cos α = exp(-tповт/ T1)

 

Время типичного 90o-го импульса примерно равно 10-5 сек. При работе с протонами для этого требуется напряженность поля B1 примерно 6 ×10-4 T. Эта величина гораздо меньше внешнего поля B0.

Угол отклонения вектора намагниченности α (в радианах) дается выражением:

α = γB1tp (К2.5)

где tp – это время действия поля.

Радиочастотный импульс обычно обозначают в соответствии со значением угла α, который он производит, и оси, к которой он приложен. Обозначение 90ox или (π/2)x относится к импульсу, направленному вдоль оси +x′. В конце 90ox-импульса вектор намагниченности направлен вдоль - y’. Если время действия поля B1 увеличить в два раза, то это приведет к переворачиванию вектора M.Такой импульс называют 180o-или π- импульсом. Одиночный импульс служит способом возмущения системы спинов и средством детектирования намагниченности.

Импульс дает набор частот, почти равных по амплитуде (одинаковая величина B1), поэтому ядра во всем диапазоне химических сдвигов характеризуются одинаковым углом α в соответствии с уравнение K2.5. Что касается возбуждающего импульса, то каждое ядро с химическим сдвигом можно считать принадлежащим системе координат, вращающейся со своей ларморовой частотой. Однако для понимания того, что происходит после возбуждения, систему координат следует приписать одной частоте, которая выбирается равной частоте спектрометра ν0.

В методе ЯМР различают неселективные и селективные импульсы. Неселективный импульс - это радиочастотный импульс с широким частотным спектром (короткий и мощный импульс), который возбуждает все ядра данного типа (например, все протоны образца). Селективный же импульс представляет собой радиочастотный импульс с узким частотным спектром (длинный и довольно слабый импульс), возбуждающий ядра в ограниченном диапазоне значений химических сдвигов. Главное свойство импульсного ЯМР заключается в возможности равномерного и одновременного возбуждении ядер с различными химическими сдвигами. Например, типичный диапазон 1H-резонансных частот составляет 4 кГц (10 м.д.×400 МГц); таким образом, 90o-ный импульс с напряженностью γB1/2π>>4кГц будет поворачивать векторы намагниченности всех протонов вне зависимости от их резонансной частоты.

 

 

Многоимпульсные эксперименты

 

Возможности ЯМР-спектроскопии с фурье-преобразованием многократно возрастают, если использовать различные последовательности радиочастотных импульсов. В многоимпульсном эксперименте на образец подается специально подобранная последовательность радиочастотных импульсов. Такие эксперименты значительно расширяют область применения ЯМР, поскольку дают информацию, которую трудно или невозможно получить с помощью одноимпульсной техники. В последовательности импульсов важны амплитуды, ширина импульсов и временные задержки между ними.

 

Очень много информации, относящейся к ЯМР-спектроскопии белков и нуклеиновых кислот, можно получить в Банке Данных Биологического Магнитного Резонанса (BMRB, Biological Magnetic Resonance Data Bank). Его постоянный адрес:

http://www.bmrb.wisc.edu/

В этом банке собраны как практически все результаты по соотнесению сигналов ЯМР в спектрах биологических макромолекулах, так и много другой полезной информации (статистика по химическим сдвигам, номенклатура, описание экспериментов, рекомендации и т.д.) Есть там и "уголок спектроскописта", где на сегодняшний день находится около 70 программ импульсов, а так же ссылки на другие источники в интернете.

 

Измерения времени спин-решеточной релаксации T1 методом инверсии-

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Ядерный магнитный резонанс ЯМР

ЯМР как разновидность спектроскопии.. Метод ядерного магнитного резонанса ЯМР является разновидностью спектроскопии основанной на поглощении электромагнитного излучения в..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Одноимпульсные эксперименты

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Магнитные свойства ядра: ядерный спин
Квантово-механическое понятие спина нельзя описать строго в классических терминах. Однако свойства некоторых ядер поддаются описанию в рамках модели, в которой они ведут себя как сферические

Ядра в отсутствии магнитного поля
  Для того чтобы понять, как проходит ЯМР-эксперимент и предсказать его результаты, нам нужен аппарат, с помощью которого мы можем «визуализировать» временную эволюцию спиновой систем

Действие радиочастотного поля
Рассмотрим влияние магнитной компоненты радиочастотного поля в плоскости xy. Предположим, что мы выбрали частоту осциллирующего поля, равную ларморовой частоте спина. Тогда ядро испытывает д

Процессы релаксации
В ЯМР наблюдаются два типа релаксационных процессов. В первом поглощенная энергия отдается в окружающую среду, а во втором она перераспределяется внутри системы. Первый тип связан с устано

Химическиe сдвиги
Рис. К1.20 Внешнее магнитное поле B0 вызывает циркуляцию электронов в атоме в пределах своих орбиталей

Общие принципы
  В самом начале становления ЯМР-спектроскопии (1945-1970) для получения спектров использовался так называемый постоянный режим, когда образец непрерывно облучался слабым радиочастотн

Измерения времени спин-спиновой релаксации T2 методом спинового эха
  Определение времeни спин-спиновой релаксации T2 сопряжено c некоторыми трудностями, связанными с тем, что на практике определяется эффективное время спин-сп

Перенос поляризации с одних ядер на другие
  Другая важная группа многоимпульсных экспериментов включает в себя методы переноса поляризации с одних ядер на другие для усиления «чувствительности» некоторых из них. Напоми

Ядерный эффект Оверхаузера
Перенос поляризации между спинами в пространстве через диполь-дипольное взаимодействие называется эффектом Оверхаузера. Процедура переноса для системы из двух спинов показанa на рис. K2.19. Насыщаю

NOE и межъядерные расстояния
Для понимания принципа работы NOE рассмотрим систему из двух протонов в молекуле, один из резонансных пиков которой насыщен, как это было описано выше (Рис. K2.20). Вследствие модуляции диполь-дипо

Многомерные и многоядерные эксперименты
Термин «одномерный» ЯМР применяется к экспериментам, в которых преобразованный сигнал представлен функцией только одной частоты. По аналогии, в двумерном ЯМР-спектре координатные оси соответствуют

Установление равновесия -90o↓ – kt1 –↓ 90o- детектирование
  Рис. К2.26 Последовательность импульсов в COSY в графическом (верх) и сжатом (низ) представлении   Рассмотрим два скалярно сопряженных протона A и B

Многомерный гомоядерный ЯМР
По аналогии с координатными осями 2D-ЯМР, в 3D- и 4D-ЯМР-спектрах они соответствуют третьей и четвертой частотной области. Напоминаем, что все 2D-эксперименты построены по одной основной с

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги