La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

F(t) F( ) Trasformata di Fourier. The NMR Experiment After the pulse is switched off, the magnetization precesses in the xy plane and relaxes to equilibrium.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "F(t) F( ) Trasformata di Fourier. The NMR Experiment After the pulse is switched off, the magnetization precesses in the xy plane and relaxes to equilibrium."— Transcript della presentazione:

1 F(t) F( ) Trasformata di Fourier

2 The NMR Experiment After the pulse is switched off, the magnetization precesses in the xy plane and relaxes to equilibrium The current induced in a coil by the magnetization precessing in the xy plane is recorded. It is called FID. zy xzy xzy x M B1B1B1B1 90°t I I t To have a spin transition, a magnetic field B 1, oscillating in the range of radiofrequencies and perpendicular to z, is applied (perturbing pulse) The B 1 field creates coherence among the spins (they all have the same phase) and net magnetization in the x,y plane is created

3 FT relax. PreparationDetection x y z t2t2 0

4 FOURIER TRANSFORMATIONS F( )= ( 0 ) F( )=A (sin )/ centered at 0 F( )=T 2 /1+(2 T 2 ) 2 -i 2 (T 2 ) 2 /1+(2 T 2 ) 2 0 F(t)=exp(-t/T 2 ) F(t)=exp(-t/T 2 )exp(i2 A )

5 Why bother with FT? FT allows to decompose a function in a sum of sinusoidal function (deconvolution). In NMR FT allows to switch from the time domain, i.e. the signal emitted by the sample as a consequence of the radiofrequency irradiation and detected by the receiving coil to the frequency domain (NMR spectrum) The FT allows to determine the frequency content of a squared function

6 A real F.I.D.

7

8 Pulse! -y y The rotation of magnetization under the effect of 90° pulses according to the convention of Ernst et al..

9 =-1/t =1/t t

10 Signal to noise

11 ScansS/N

12 I parametri NMR Il chemical shift Le costanti di accoppiamento La intensità dei segnali Il rilassamento

13 Lezione 4 Le costanti di accoppiamento Il rilassamento

14 Costanti di accoppiamento

15 Accoppiamento scalare

16

17 2J2J 3J3J 3J3J

18 13 C 1H1H

19 Accoppiamento scalare 13 C 1H1H

20 Accoppiamento scalare 1H1H 13 C S I

21 Accoppiamento scalare

22

23 Accoppiamento scalare omonucleare 3 J H N H 2 J H H

24 N

25 N Importante 3 J dipendono dallangolo diedro INFORMAZIONE STRUTTURALE IMPORTANTE PER RISOLVERE LE STRUTTURE

26

27 Costanti di accoppiamento in sistemi uniformemente arricchiti in 13 C ed in 15 N

28 Costanti di accoppiamento The scheme of 1J scalar couplings

29 Rilassamento

30 T 1 and T 2 T 2 describes the time evolution of magnetization in the xy plane, where acquisition takes place. It can be observed directly in the FID (linewidth) T 1 describes the time evolution of magnetization in the z axis. This can only be observed if a final 90° pulse is applied to rotate the magnetization from the z axis to the xy plane. The intensity of the overall magnetization on the z axis is related to the overall energy of the system. i.e. the populations of ground and excited states The intensity of the magnetization on the xy axis is related to the rate of dephasing of the magnetization.

31 x -y z B0B0 A Pulse x E E B1B1 x -y z B0B0 A Pulse x B1B1 x -y z B0B0 A Pulse x B1B1 x -y z B0B0 A Pulse x B1B1 x -y z B0B0 A Pulse x B1B1 x -y z B0B0 A Pulse x E E x -y z B0B0 A Pulse x x -y z B0B0 A Pulse x x -y z B0B0 A Pulse x x -y z B0B0 A Pulse x x -y z B0B0 A Pulse E E

32 Rilassamento Il sistema reagisce alla perturbazione applicata per tornare allequilibrio Rilassamento T 1 La constante di velocità con cui la magnetizzazione ritorna allequilibrio

33 T 1 T 1 describes the time evolution of magnetization in the z axis. Related to the overall energy of the system The populations of ground and excited states

34 x -y z B0B0 A Pulse x E E B1B1 x -y z B0B0 A Pulse x B1B1 x -y z B0B0 A Pulse x B1B1 x -y z B0B0 A Pulse x x -y z B0B0 A Pulse x receiver x -y z B0B0 A Pulse x receiver x -y z B0B0 A Pulse x receiver x -y z B0B0 A Pulse x receiver x -y z B0B0 A Pulse x receiver x -y z B0B0 A Pulse x

35 Rilassamento Il sistema reagisce alla perturbazione applicata per tornare allequilibrio Rilassamento T 2 La constante di velocità con cui la magnetizzazione scompare dal piano xy My=exp(-t/T 2 )

36 T 2 T 2 describes the time evolution of magnetization in the XY plane. In addition to the exchange of energy with the environment, nuclei exchange energy one with another. This does NOT affect the energy of the system but contributes to relaxation It can be observed directly in the FID (linewidth) T 2 is alwayes shorter or equal to T 1.

37 zy xzy xzy x M B1B1B1B1 90°t I I t

38 The NMR spectrum The Fourier Transform of the FID provides the NMR spectrum I 1 ½ F max ( ) FID Spectru m

39 Da ricordare La larghezza di riga di un segnale dipende dal valore del tempo di rilassamento T 2. Tanto piu T 2 é lungo, ovvero tanto piu il sistema impiega tempo per tornare allo stato di equilibrio, tanto piu la riga NMR é stretta. Una riga stretta permette al segnale di essere osservato con maggiore accuratezza INOLTRE……

40 Da ricordare Se un segnale ha un T 2 molto piccolo, sarà impossibile osservare gli accoppiamenti scalari perché il sistema rilassa durante la osservazione dell effetto.

41 Costante di accoppiamento scalare Accoppiamento scalare 2 spin sono accoppiati per effetto di una interazione elettronica, ovvero per effetto di un legame chimico Questi effetto è generalmente osservabile per nuclei che distano fino a 3 legami sigma. Il fenomeno dellaccoppiamento scalare si esprime attrvaerso una constante di accoppiamento J Es H N -H 3J = 3-10 Hz LA costante di accoppiamento scalare ha come effetto la formazione di un doppietto. Ovvero ogni spin non appare come un singolo picco ma come un doppietto, le cui componenti sono separate in Hertz, dalla costante di accoppiamento 3-10 Hz

42 Accoppiamento scalare e rilassamento T 2 La larghezza di riga di un segnale NMR dipende dalle proprietà di rilassamento T 2. In prima approssimazione, il T2 dipende a sua volta dalle dimensione della molecola studiata. Piu la molecola è grande, piu il T2 è corto e piu i segnali sono larghi In una proteina, la larghezza di riga di un Hn o di un Ha è tipicamente maggiore di 10 Hz, ovvero della separazione del doppietto. In queste condizioni, laccoppiamento scalare non da luogo a doppietti osservabili

43 Accoppiamento scalare Accoppiamento dipolare

44 Reference experiment Saturation of signal S e Difference experiment

45 Accoppiamento dipolare A differenza dellaccoppiamento scalare, laccoppiamento dipolare altera la popolazione dei livelli del sistema e non i valori di energia Laccoppiamento DIPOLARE ha a che vedere con il rilassamento lungo lasse z, quindi con il rilassamento T 1

46 Accoppiamento dipolare A differenza dellaccoppiamento scalare, laccoppiamento dipolare altera la popolazione dei livelli del sistema e non i valori di energia Da un punto di vista fisico, é laccoppiamento tra due magneti che sono vicino nello spazio

47 Accoppiamento scalare ed accoppiamento dipolare Laccoppiamento scalare è laccoppiamento tra spin nucleari che avviene tra atomi che sono legati da legami chimici (THROUGH BOND) E laccoppiamento tra spin determinato dagli orbitali molecolari, ovvero le energie dei livelli di spin nucleari sono interdipendenti Porta alla formazione di doppietti e multipletti. Puo essere sfruttato per trasferire magnetizzazione da uno spin ad un altro, sfruttando il trasferimento atraverso legami chimici Laccoppiamento dipolare è laccoppiamento tra spin nucleari che avviene tra atomi che sono vicini nella spazio (THROUGH SPACE) E laccoppiamento tra due dipoli magnetici che sono vicini tra di loro Puo essere sfruttato per trasferire magnetizzazione da uno spin ad un altro, in funzione della loro prossimità spaziale

48 Through space AND throuhg bonds Through space Through bond


Scaricare ppt "F(t) F( ) Trasformata di Fourier. The NMR Experiment After the pulse is switched off, the magnetization precesses in the xy plane and relaxes to equilibrium."

Presentazioni simili


Annunci Google