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[分享] 北京布鲁克NMR高级技术培训资料

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发表于 2016-2-19 10:23 |显示全部帖子
2012年9月24日至28日布鲁克公司核磁部在北京总部——光大国信大厦五楼举行Advanced NMR Methods培训,现将手头资料上传,希望对大家有用。
       脉冲梯度场(Pulse Field Gradients, 简称PFG)技术的发展是近年来核磁共振领域中最重要的发展之一,与常规的NMR技术相比,脉冲梯度场技术具有许多优越之处。在现代的 核磁共振谱仪中,脉冲梯度场技术的应用几乎变得必不可少,脉冲梯度场核磁共振实验已经成为获取有关化学结构和动力学的信息的有力工具,并主要应用于:
a)    相干路径选择
        在梯度场脉冲出现以前,检测多采用相位循环技术,实验时间较长,利用梯度场进行相干选择具有省时高效的特点,但同时带来灵敏度的降低,可以结合不同的脉冲序列来进行补偿。
b)    压制技术(噪音信号或溶剂信号的压制)
        压制噪音信号前,先把所需信号集中于Z轴,在利用梯度场将XY平面内的噪音信号相位打散(dephase),从而使噪音信号不被检测。
        溶剂信号过强时会影响目标信号的检测,类似于拍照时强的背景光造成主体成像模糊,通过梯度场和选择性激发将溶剂信号压制,这就需要用到布鲁克核磁软件中的shapetool工具进行参数计算。
c)    梯度匀场
        目前所有NMR的主要匀场技术,进行两次梯度实验,所得的实验结果相减,差减谱反映了由匀场不好导致的磁场不均匀对信号相位的影响,通过对参考的maps进行最小二乘拟合,我们就可以得到需要补偿的匀场线圈组及其数值,这是实现自动匀场的基础。
        相对过程缓慢的手动匀场,自动匀场对一般样品显得更为高效。我室2008年使用的两台400MHz NMR可以提供更均匀的磁场,即使不通过旋转样品依然可以保证1H NMR好的分辨率,这样就可以使用一些特殊的核磁管,如同轴插入式核磁管、J Young核磁管等。而Varian 300MHz NMR则还是通过旋转核磁管方式去除磁场不均一造成的各向异性,使用特殊的核磁管极易造成核磁管损毁、仪器故障。
a)    扩散试验及DOSY
        这是此次培训的重点内容,也是PFG技术的一个重要应用。实验原理简介如下:
当在Z轴方向施加一个梯度场后,在Z轴上不同位置的核自旋所感受到的实际磁场强度是不同的,核自旋的进动频率也就不同(与位置z相关):
                                  ω(z) = γ·B0 +γ·z·Gz
            当梯度场施加一段时间(t)以后,不同位置的核的进动频率会不同,有些会进动的快一些,有些会慢一些。一旦停止施加梯度场,所有的核又恢复原来的频率进动,但是它们的相位会发散(dephased)。
如果使用2个等大、反向的梯度脉冲组成“梯度回波”时
i)    若分子在核磁管中的某点未发生纵向(Z轴方向)移动,则经过梯度回波作用由于前后两次梯度脉冲影响恰好抵消,信号重聚。
ii)    若分子在核磁管中的某点发生纵向(Z轴方向)移动,即扩散运动,则该分子所受的前后两次梯度脉冲影响不能恰好抵消,信号因相位发散而减弱。
        扩散试验及DOSY要求首先矫正探头温度,因为扩散行为与温度极为相关;其次要求矫正梯度常数GCC;检测大概耗时2至10小时(视样品而定),组分不能多于3种组分,参数多自动化程度低,并要求精确控温。
        2008年我室购置布鲁克核磁时配备了专用软件Topspin 2.1,目前能够开展扩散试验及DOSY测试,只是日常紧张的机时可能会制约该测试,我想如果利用寒暑假及“五·一”、“十·一”开展测试应该不成问题。在北京培训上机时使用了新的专用软件Topspin 3.1,该版本自带的Dynamic Center分析软件能进一步提高实验的分辨率,但是Dynamic Center不支持Topspin 2.1,公司建议升级。
        利用Topspin 2.1我们还可以进行选择性激发实验。目前我们开展的测试中大部分都在使用硬脉冲(Hard pulse),该脉冲在图谱中心位置最强激发且激发时间短,远离中心处有激发边带,选择性差,尤其在2D实验中会造成分辨率较低无法辨识图谱的情况。成形脉冲由于选择性好,尤其是绝热脉冲在低功率下就能工作,对常规实验的图谱分辨率有提升作用,能利用Topspin 2.1中的SHAPETOOL与现有一维、二维实验相结合产生新的分辨率更好的实验结果而不需要额外的硬件支持,但是由于要对每个样品进行“个性化”参数设定,不太适合由自动进样器依靠自动程序完成。

[sciencenet.cn]diffusion_CHS.ppt

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[sciencenet.cn]NMR_Basic_CHS.ppt

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[sciencenet.cn]2D_experiments_CHS.ppt

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发表于 2016-12-19 18:34 |显示全部帖子
楼主2D experiment 那个ppt打不开,可否发我一份?
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发表于 2017-3-15 04:49 |显示全部帖子

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