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NMR spectroscopy

已有 2741 次阅读 2018-4-2 22:27 |个人分类:实验技术|系统分类:科研笔记| NMR, 波谱仪, ssNMR, solution

NMR波谱仪,主要指solution state NMR,不能解析大的蛋白的结构。

https://www.zhihu.com/question/30995830

主要是因为,每一次扫描过程都相当于给所有观测的原子核施加电磁脉冲,使得这些原子核全部跃迁至激发态。我们必须等待这些原子核失去能量,恢复到平衡态之后才能进行下一次扫描。这个从激发态到平衡态的过程,我们称之为「纵向驰豫过程」。小分子中的氢原子纵向驰豫过程大致是几秒到几十秒钟;碳原子和氮原子纵向驰豫过程大致是几十秒到几十分钟!两次扫描之间的时间,很不幸,基本上由纵向弛豫时间最长的核决定。

当然,我们可以通过INEPT或是Hartmann-Hahn Cross Polarisation来缩短两次扫描之间的时间。不过,这个时间很难缩短到一秒钟以内。

更麻烦的事情是,随着分子量增大,分子纵向驰豫时间也变长。单位时间内可以进行的扫描次数也就随之减少。

不仅如此,随着分子量增大,分子横向弛豫时间会大大降低。分子横向弛豫时间降低,直接导致NMR谱线的分辨率降低,使得解谱难度大大提高。


注意,Diffusion MRI and solution state NMR are totally different。前者测的是diffusion布朗运动,完全用的spin echo。后者则主要用的是FID信号。(ssNMR也用的是spin echo?)

 

此外,solution state NMRsolid state NMR(ssNMR的区别:

https://www.quora.com/What-are-the-differences-pros-cons-of-solution-and-solid-state-NMR-for-structural-biology

 

Solution NMR is always the method of first choice. Solid state NMR is for anything that cannot be crystallized and is too large to be studied by solution NMR.

 

【前面提到的的弛豫时间】

处在稳定外磁场中的核自旋系统受到两个作用,一是磁场力图使原子核的磁矩沿着磁场方向就位,另一是分子的热运动力图阻碍核磁矩调整位置。最后磁矩与稳定磁场重叠并达到—个动平衡,此时沿磁场方向的磁化强度最大,而与磁场垂直方向的磁化强度平均为零。如果原子核系统再受到—个不同方向的电磁场作用,磁化强度就会偏离原来的平衡位置,产生与原磁场方向垂直的横向磁化强度,同时与原磁场平行的纵向磁化强度也将减小。当这个电磁场去掉之后,核系统的不平衡状态并不能维持下去,而要向平衡状态恢复。人们把向平衡状态恢复的过程称为弛豫过程。原子核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程。这个过程遵循指数变化规律,其时间常数称为弛豫时间。

 

弛豫时间有两种即T1和T2。(不同于MRI中的T1和T2)

T1为自旋一点阵或纵向驰豫时间,纵向磁化强度恢复的时间常数T1称为纵向弛豫时间(又称自旋-晶格弛豫时间)

T2为自旋一自旋或横向弛豫时间,横向磁化强度消失的时间常数T2称为横向弛豫时间(又称自旋-自旋弛豫时间)


弛豫时间部分内容见:

https://baike.baidu.com/item/%E5%BC%9B%E8%B1%AB%E6%97%B6%E9%97%B4 

(词条认证人:杨荣佳*^*)



https://blog.sciencenet.cn/blog-485752-1107053.html

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