La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Introduzione alla Spettroscopia NMR 2D con Gradienti C.I.G.S. Modena 9 Dicembre 2003 Dr. Francesca Benevelli Bruker Biospin srl

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Introduzione alla Spettroscopia NMR 2D con Gradienti C.I.G.S. Modena 9 Dicembre 2003 Dr. Francesca Benevelli Bruker Biospin srl"— Transcript della presentazione:

1 Introduzione alla Spettroscopia NMR 2D con Gradienti C.I.G.S. Modena 9 Dicembre 2003 Dr. Francesca Benevelli Bruker Biospin srl

2 Durante un esperimento 1D, la magnetizzazione viene PREPARATA, ad esempio con un impulso a 90º Successivamente si procede alla DETECTION, durante la quale si raccoglie il FID 1D preparationdetection 2D preparationdetectionevolution mixing increment In uno spettro 2D si introduce un’ulteriore fase, chiamata EVOLUTION In alcuni esperimenti (ad es. NOESY) un periodo di MIXING viene inserito tra EVOLUTION e DETECTION Spettroscopia 2D

3 Quindi la magnetizzazione evolve in due “ambiti temporali”: evolution e detection Da ciascuno, tramite FT, si estrae un diagramma nel dominio delle frequenze, cioè uno spettro 2D COME? 1. Eseguo una prima serie di FT lungo t2, creando F2 (  2) 2. Ogni spettro si distingue per un diverso evolution time 1 Spettroscopia 2D

4 3. Mettendo gli spettri, uno sopra l’altro, ogni picco è modulato, cioè cambia di intensità 4. La modulazione dipende dall’evolution time. 5. Una seconda serie di FT viene eseguita lungo t1, creando F1 (  1) Si ottiene così la seconda dimensione N.B. Per spettri 3D o oltre, basta aggiungere piú evolution times 2 Spettroscopia 2D

5 F2 = 1 HF2 = Xproprietá ETERO-CORRELAzZIONI COLOCJ long range XHCORRJ dirette HMBC J long range HSQC J dirette HMQC OMO-CORRELAZIONI COSY J dirette COSYPS TOCSYIntero spin system NOESY Dipolar coupling ROESYDipolar coupling Spettroscopia 2D

6 Eterocorrelata J diretta (HSQC o HMQC)

7 Spettroscopia 2D Eterocorrelata J long range (HMBC)

8 Spettroscopia 2D Omocorrelata J diretta (COSY)

9 Spettroscopia 2D TOCSY CH Me 2 Me 1

10 Spettroscopia 2D NOESY N-CH 3 CO-CH-N

11 Gradiente di B 0 è un campo magnetico aggiuntivo (per esempio lungo l’asse z) la cui intensità dipende dalla posizione Cos’è un gradiente?

12 L’applicazione del gradiente rende la velocità di precessione dipendente dalla posizione del nucleo. L’effetto globale è una DEPHASING. Cos’è un gradiente?

13 Il gradiente provoca la perdita di fase della magnetizzazione, che può essere rifocalizzata da un secondo gradiente. Si comporta come una disomogeneità (T 2 ). x y x y G1 G2 x y x y Cos’è un gradiente?

14 La bobina di gradiente è immersa in un cilindro ceramico per che fa da supporto meccanico e da dissipatore Hardware

15 Il generatore di corrente è una scheda del BSMS, che eroga fina a 10A. Il gradiente totale risultante è dell’ordine dei 50G/cm Hardware

16 I gradienti possono operare da soli o in coppia Un gradiente si caratterizza per forma intensità durata Cos’è un gradiente? GkGk p16 S d16 Intensità del gradiente (G k ). E’ il valore massimo che assume l’impulso di gradiente Durata del gradiente: p16. In alta risoluzione si usa 1ms – 1.5ms Gradient stabilization delay: d16=100usec Forma del gradiente (S). Di solito sine.100

17 1 ze 2 d1 3 p1 ph1 d0 50u UNBLKGRAD p16:gp1 d16 p0 ph2 d13 p16:gp2 d16 4u BLKGRAD go=2 ph31 d1 wr #0 if #0 id0 zd lo to 3 times td1 exit ph1=0 2 ph2= ph31=0 2 Sintassi dei gradienti NELLA SINTASSI GP I GRADIENTI SONO TRATTATI COME IMPULSI

18 In spettroscopia i gradienti di campo hanno varie funzioni: 1. Imaging 2. Distruggere magnetizzazioni non desiderate (spoil gradient) 3. Sopprimere segnali indesiderati 4. Selezionare dei cammini di coerenza 5. Misurare coefficienti di diffusione A cosa serve il gradiente?

19 Posso acquisire un FID con il gradiente accesso: L’acquisizione in presenza di gradiente fa si che la velocità di precessione (e quindi la frequenza a cui viene acquisito il segnale) dipendono dalla posizione: imaging. Questa procedura si usa anche per il gradshim. 1H G Imaging

20 Si applica, per esempio nel NOESY. 1H G t1 Mixing time Durante il mixing time del NOESY, la magnetizzazione “utile” è lungo z. Tutto ciò che è rimasto sul piano trasversale va eliminato o con cicli di fase oppure con gradienti. Gli spoil gradient lavorano “da soli” e l’unica esigenza che devono soddisfare è di essere sufficientemente intensi da eliminare le coerenze indesiderate. Gradienti di Spoil

21 Si possono eliminare in modo molto efficiente segnali indesiderati, come ad esempio quello del solvente. Il gradiente rifocalizza solo i segnali che hanno subito l’echo: gli altri vengono ulteriormente defocalizzati. (ZGESGP) In questo esperimento i gradienti lavorano in coppia. 1H G Eliminazione di picchi indesiderati

22 Eliminazione di picchi indesiderati: es e wg Nell’excitation sculpting l’impulso sagomato è un 180° di solito SQUA , di durata 2 ms. La potenza viene calcolata con l’au- program PULSE. Altre sequenze con i gradienti sono P3919GP e ZGGPWG. Utilizzano entrambe la tecnica watergate, ma P3919GP usa impulsi hard per la selezione del picco mentre ZGGPWG usa impulsi sagomati. P3919GP: d19=1/SW; p27=p0=p1; pl18=pl1 ZGGPWG: shape scelta in base a selettività

23 Le COERENZE assieme alle popolazione dei singoli livelli energetici quantizzati descivono completamente un sistema di spin. COERENZA si verifica quando piú spin si muovono all’unisono, con la stessa fase. Per esempio: Dopo un ’impulso di 90°, la parte polarizzata degli spin si muove all’unisono nel moto di precessione. E’ questo “moto coerente” che ci permette di osservare la FID L’energia fra spin che si muovono all’unisono e spin defocalizzati è quasi la stessa. In un caso (a) ho coerenza, nell’altro (b) no (a)(b) Selezione di coerenze I gradienti sono alternativi ai cicli di fase.

24 Quando ci sono più spin accoppiati, questo modello non è sufficiente a descrivere tutto Coerenze a più spin coerenze osservabili popolazioni single quantum double quantum

25 Impulsi di 90° eccitano tutti gli ordini di coerenza accessibili al sistema di spin. Impulsi di 180° invertono p in –p ° 180° 90° Ordini di Coerenza “p” e impulsi

26 t1 t2 90° COSY

27 +1 Rec. +1 Rec. Echo Antiecho COSY con i gradienti

28 Durante l’applicazione del gradiente evolve anche il chemical shift. Per non avere distorsioni la fase inserisco un impulso di rifocalizzazione di 180 gradi. Evoluzione del chemical shift durante il gradiente

29 +1 Rec COSYDQF

30 Per il cammino di coerenza selezionato si deve verificare che l’effetto totale dei gradienti sia nullo durante l’intero esperimento. In pratica: E expt =0 E=G  n (  n p n ) Per esempio: COSYDQF, G1=10, G2=20 Rec. +2 E 1 =10 (  H *2) E 2 =20 (  H *(-1)) E expt =0 Gradienti e NMR

31 Parto da magnetizzazione H: robusta, più nuclei polarizzati Trasferisco la magnetizzazione H al nucleo X, via accoppiamento J (INEPT e simili) Evoluzione in X ritrasferisco la magnetizzazione ad H, per sfruttare la maggiore sensibilità del nucleo 1H Detection su H Vantaggi: Parto da magnetizzazione “robusta” (H) Detection su 1H, più sensibile Svantaggi: Devo eliminare tutto il segnale 1H non accoppiato a C13. Sono richieste caratteristiche strumentali ottimali (impulsi esatti, strumentazione stabile). Strategia dell’esperimento inverso

32 INEPT e HSQC (heteronuclear single quantum coherence) Decoupling I S t1    1H 13C inept 13C 1H retro-inept t1t2

33 HSQC (heteronuclear single quantum coherence)

34 1H 13C 1H 13C

35 Per ottenere spettri 2D phase sensitive si possono usare varie metodologie (States, TPPI, States-TPPI, etc.). Per esperimenti eteronucleari inversi di solito si usa echo- antiecho, in cui si selezionano alternativamente i cammini echo o antiecho in t1. Quadrature detection inn F1: echo-entiecho assorbimentodispersione “misto” magnitude

36 HSQCsi (sensitive improved) 1H 13C

37 HMQC (heteronuclear multi-quantum coherence)   Decouple t1

38 HMQC con gradienti- QF 1H 13C

39 Ricostruisco le connettività Trovo J piccole (debole accoppiamento): tempi lunghi per il trasferimento di coerenza (10/100ms) Non disaccoppio: ottengo infos sulla J long range Non disaccoppio: i picchi sono sfasati  spettro magnitude Filtro via (se voglio) le connettività short range Allungo il raggio di azione: eterocorrelate long range

40 Il primo 90° 13C crea 2Q J diretta, che viene cancellata con cicli di fase. HMBC (heteronuclear multi-bond correlation)

41 COSY: cosygpqf cosygpmfqf HSQC: hsqcetgpsi hsqcedetgp HSQC-TOCSY: hsqcdietgpsi HMBC: hmbcgpqf Per l’esecuzione si può sempre usare RPAR Esperimenti tipici


Scaricare ppt "Introduzione alla Spettroscopia NMR 2D con Gradienti C.I.G.S. Modena 9 Dicembre 2003 Dr. Francesca Benevelli Bruker Biospin srl"

Presentazioni simili


Annunci Google