Korelasi homonuklear 2D 1NMR keadaan pepejal H oleh wPMLG
NM200011E
Spektroskopi NMR korelasi multidimensi, yang menyediakan kedekatan/kesalinghubungan antara nuklear, memainkan peranan penting untuk menyelidik struktur resolusi atom. terutamanya, 1H-1Spektroskopi korelasi homonuklear H adalah sumber maklumat yang agak berguna kerana kelimpahan yang tinggi (>99%) dan nisbah gyromagnetik, sekali gus menghasilkan interaksi antara nuklear yang kuat. Terima kasih kepada pembangunan resolusi tinggi 1NMR keadaan pepejal H, kini boleh diperhatikan 1H-1H korelasi resolusi tinggi keadaan pepejal NMR [1]. Terdapat dua kategori tersendiri; 1) korelasi kuantum tunggal (SQ)/SQ dan 2) korelasi kuantum berganda (DQ)/SQ. Dalam nota ini kami memperkenalkan 2D 1H SQ/ 1H SQ dan 1H DQ/ 1Spektroskopi korelasi H SQ untuk menyiasat jarak antara nuklear menggunakan resolusi tinggi 1H teknik NMR keadaan pepejal.
1H SQ/ 1Kolerasi H SQ
Koheren SQ diperhatikan dalam t tidak langsung1 dimensi, oleh itu pada dasarnya spektrum yang sama muncul dalam kedua-dua dimensi. Ini menjadikan tafsiran spektrum mudah. Kesambungan boleh dibaca dari puncak silang luar pepenjuru. Urutannya pada asasnya sama dengan eksperimen NOESY, tetapi wPMLG digunakan semasa t1 dan t2 dimensi untuk dicapai 1H-1H decoupling semasa evolusi putaran (Rajah 1). Nadi pertama mengujakan koheren SQ. Diikuti oleh t1 evolusi, kemagnetan disimpan di sepanjang paksi-z oleh nadi 90 darjah kedua. The 1Pemmagnetan H disebarkan kepada yang lain 1Hs semasa masa adunan. Akhirnya, kemagnetan diperhatikan semasa t2 selepas nadi 90 darjah ketiga. Dalam pendekatan ini, 1H-1Korelasi H diwujudkan semasa masa pencampuran antara dimensi SQ tidak langsung dan SQ langsung. Apabila kemagnetan disimpan di sepanjang paksi-z, seseorang boleh memanjangkan masa pencampuran kepada susunan 1HT1, membenarkan pemindahan koheren berganda yang disampaikan, atau resapan putaran. Oleh itu, SQ/SQ berpotensi memberikan korelasi jarak jauh (~100 A). Di samping itu, pengukuran jarak separa kuantitatif boleh dicapai dengan memantau pembentukan puncak korelasi. Biasanya lengkung binaan dinilai dengan persamaan resapan putaran empirikal [2], walau bagaimanapun, pengiraan dinamik putaran eksplisit juga boleh digunakan [3]. Satu kelemahan ialah kehadiran puncak yang tidak berkorelasi pada garis pepenjuru. Ini menghalang pemerhatian korelasi antara nukleus yang mempunyai anjakan kimia yang sama atau sangat rapat.
Rajah 1.
Urutan nadi (kiri) dan perwakilan skematik 1H SQ/1Spektrum korelasi H SQ (kanan).
1H SQ/ 1Korelasi H SQ: persediaan eksperimen
Penyahgandingan wPMLG dioptimumkan oleh eksperimen gema putaran. Kami mengesyorkan kitar super wPMLG putaran z untuk mengelakkan keperluan untuk mengurangkan denyutan. Oleh kerana tiada tetingkap pemerolehan diperlukan dalam dimensi tidak langsung, PMLG tanpa tingkap atau tanpa tingkap yang lain 1H-1Urutan penyahgandingan H boleh digunakan semasa t1. Walau bagaimanapun, ini memperkenalkan faktor penskalaan yang berbeza dalam t1 dimensi daripada itu dalam t2, merumitkan pemprosesan. Di sini kami mengesyorkan untuk menggunakan yang sama 1H jujukan penyahgandingan sebagai t2 dimensi demi kesederhanaan. Lebar spektrum tidak langsung disegerakkan secara automatik ke blok wPMLG, dan ditakrifkan oleh LG_Loop dalam program nadi. Isyarat diambil sampel setiap kali LG_Loop blok wPMLG dalam dimensi tidak langsung. Dengan memaksimumkan LG_LOOP atau meminimumkan lebar spektrum tidak langsung, seseorang boleh mengurangkan masa percubaan. Seseorang boleh mengoptimumkan lebar spektrum tidak langsung minimum dengan mudah dengan menyiasat spektrum wPMLG 1D. Oleh kerana spektrum wPMLG 1D diambil sampel setiap blok wPMLG, lebar spektrum ditetapkan secara automatik sebagai 1/cycle_time. Oleh itu julat spektrum adalah dari -1/(2 x cycle_time) hingga +1/(2 x cycle_time). Jika puncak hanya muncul antara -1/(nx 2 x cycle_time) hingga +1/(nx 2 x cycle_time), seseorang boleh mencuba isyarat dengan selamat setiap nx masa kitaran wPMLG. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2, LG_LOOP = 4 cukup lebar untuk meliputi julat spektrum dalam kes ini. Walau bagaimanapun, artifak yang muncul di luar kawasan puncak akan dilipat ke dalam julat spektrum dengan menetapkan LG_LOOP lebih besar daripada satu.Oleh itu, jika masa membenarkan, LG_LOOP = 1 adalah lebih baik untuk mengelakkan kerumitan. Sejak 1H-1Resapan putaran H cukup pantas pada kadar MAS sederhana, tiada medan rf digunakan semasa masa pencampuran dalam kebanyakan kes. Walau bagaimanapun, urutan penggabungan semula/penyahgandingan boleh digunakan jika diperlukan [4]. Memandangkan masa pencampuran berfungsi sebagai penapis-z, atau dalam erti kata lain, kemagnetan transversal sisa ditindas semasa masa pencampuran, kitaran fasa 2 langkah sudah cukup untuk pemilihan laluan koheren. Dalam kes masa bancuhan sifar atau sangat singkat, kitaran fasa 3 langkah tambahan, yang menjadikan jumlah kitaran fasa 6 langkah, diperlukan untuk menyekat kemagnetan melintang semasa masa pencampuran. Manakala masa bancuhan yang lama boleh digunakan untuk meresap 1Pemmagnetan H ke jauh 1Hs, masa pencampuran mestilah lebih pendek daripada 1HT1. Jika tidak isyarat akan hilang.
Rajah 2.
1Spektrum H wPMLG L-tirosin.HCl pada 12 kHz di bawah 14.1 T. Lebar spektrum ditetapkan secara automatik kepada 1/cycle_time. Oleh kerana semua apper puncak dalam - 1/(4 x 2 x cycle_time) hingga +1/(4 x 2 x cycle_time), pensampelan setiap empat kitaran masa wPMLG cukup untuk meliputi semua kawasan spektrum dalam dimensi tidak langsung 1H SQ/1Spektrum korelasi H SQ.
1H SQ/ 1Kolerasi H SQ: pemprosesan data
Dimensi langsung adalah sama dengan 1D wPMLG. Linear_Ref dan Rujukan hendaklah digunakan untuk membetulkan penskalaan anjakan kimia. Memandangkan dimensi tidak langsung mewakili anjakan kimia SQ, penskalaan yang sama boleh digunakan. Rajah 3 menunjukkan paduan spektrum 2D dan senarai proses yang digunakan.
Rajah 3.
1H SQ/1Spektrum korelasi H SQ L-tirosin.HCl pada 12 kHz di bawah 14.1 T (kiri). Penyahgandingan wPMLG digunakan pada kedua-dua t1 dan t2 dimensi. Tiada masa bancuhan digunakan (masa bancuhan = 0). Senarai proses pada asasnya adalah sama seperti 2D biasa tetapi fungsi Linear_Ref dan Rujukan harus digunakan pada kedua-dua dimensi (kanan). Kenaikan dimensi tidak langsung ditetapkan kepada empat kali daripada masa kitaran wPMLG dengan meletakkan Lg_loop = 4. 128 t1 mata dikumpul dengan 6 tin bagi setiap satu. Jumlah masa pengukuran ialah 128 x 6 x 2 x 1.5 s (kelewatan pengulangan) = 39 minit.
Tiada puncak korelasi muncul dalam Rajah 3, kerana tiada masa pencampuran. Walau bagaimanapun, walaupun masa pencampuran yang sangat singkat iaitu 50 us memperkenalkan puncak silang antara jiran 1Hs (Rajah 4a). Keamatan puncak silang dengan cepat berkembang sebagai masa pencampuran. (Rajah 4b dan c). Analisis binaan menyediakan maklumat jarak separa kuantitatif antara 1Hs.
Rajah 4.
1H SQ/1Spektrum korelasi H SQ L-tirosin.HCl pada 12 kHz di bawah 14.1 T pada masa pencampuran 50 us (a), 0.1 ms (b) dan 0.2 ms (c). Asterisk bertanda gangguan ialah artifak yang muncul di tengah-tengah dimensi tidak langsung. Kenaikan dimensi tidak langsung ditetapkan kepada empat kali daripada masa kitaran wPMLG dengan meletakkan Lg_loop = 4. 128 t1 mata dikumpul dengan 2 tin untuk setiap satu. Jumlah masa pengukuran ialah 128 x 2 x 2 x 1.5 s (kelewatan pengulangan) = 13 minit untuk setiap satu.
1H DQ/ 1Kolerasi H SQ
Kedekatan antara 1Hs boleh dipantau oleh 1H DQ/1Spektroskopi korelasi H SQ juga (Rajah 5). Tidak seperti 1H SQ/1korelasi H SQ, 1H DQ/1Korelasi H SQ memberikan kedekatan yang sangat setempat di bawah <4A, dan berguna untuk menyiasat struktur resolusi atom. Dalam eksperimen ini, koheren DQ pertama dicipta oleh blok pengujaan DQ. Koheren DQ berkembang semasa t1 tempoh di bawah penyinaran wPMLG. Kemudian ia ditukar kepada kemagnetan membujur oleh blok penukaran semula DQ. Penapis z shoft boleh dimasukkan sebelum bacaan akhir nadi 90 darjah. Akhirnya, koheren SQ diperhatikan di bawah penyahgandingan wPMLG. Persamaan rapat dengan 1H SQ/1Urutan H SQ boleh didapati. Malah, jujukan DQ/SQ boleh diterangkan dengan menggantikan nadi 90 darjah pertama dan kedua dalam SQ/SQ kepada blok pengujaan dan penukaran semula DQ, masing-masing. Perbezaan utama adalah mekanisme untuk menubuhkan 1H-1H korelasi. Walaupun eksperimen SQ/SQ menggunakan 1H-1Resapan putaran H semasa masa pencampuran, dua koheren DQ putaran yang dicipta oleh blok pengujaan DQ melaporkan dua kedekatan putaran dalam eksperimen DQ/SQ. Pemangkasan dipolar semasa penggabungan semula DQ menghalang penciptaan koheren DQ antara putaran jauh. Oleh itu hanya pendek (biasanya < 4 A) 1Kedekatan H diperhatikan. Semua korelasi muncul dalam spektrum DQ/SQ datang daripada dua ketersambungan putaran dalam 4 A. Tiada puncak tidak berkorelasi muncul. Ini menjadikan tafsiran spektrum mudah. Spektrum 2D DQ/SQ skematik ditunjukkan dalam Rajah 5. Dua puncak muncul di ωA and ωB dalam dimensi SQ. Korelasi antara putaran seperti antara A dan A muncul pada ωA +ωA = 2ωA dalam dimensi tidak langsung, oleh itu (DQ, SQ) = (2ωA , ωA ). Atas sebab ini, garis pepenjuru diplot dengan kecerunan 2 melalui pada (0, 0) ppm. Tiada korelasi pada (DQ, SQ) = (2ωA , ωA ) menunjukkan bahawa B tidak mempunyai putaran seperti dalam jarak dekat. Korelasi antara A dan B muncul pada (DQ, SQ) = (ωA + ωB, ωA ) dan (ωA + ωB, ωB ) dengan jarak sama dari garis pepenjuru.
Rajah 5.
Urutan nadi (kiri) dan perwakilan skematik 1H DQ/1Spektrum korelasi H SQ (kanan). Semua puncak yang muncul dalam spektrum adalah puncak berkorelasi.
1H DQ/ 1Korelasi H SQ: persediaan eksperimen
Blok wPMLG yang sama dengan pusingan z digunakan semasa kedua-dua t1 dan t2 tempoh. Walaupun ada 1Skim penggabungan H DQ, pada dasarnya, boleh digunakan untuk tempoh pengujaan dan penukaran semula, kami mengesyorkan POST-C7 kerana keteguhan kepada ketidaksempurnaan percubaan dan sifat berkod gammanya [5,6]. Oleh kerana POST-C7 memerlukan kekuatan medan rf tujuh kali ganda daripada kadar MAS, kadar MAS maksimum selalunya dihadkan oleh 1Keupayaan medan H rf probe. Sebagai contoh, probe yang boleh menerima 100 kHz 1Penyinaran H menampung POST-C7 pada kadar 100/7 = 14.3 kHz MAS. Oleh itu, kadar MAS perlu dipilih dengan teliti supaya POST-C7 boleh digunakan. POST-C7 hanya mempunyai satu parameter untuk dioptimumkan, iaitu kekuatan medan rf. Pengoptimuman eksperimen boleh dilakukan dengan membandingkan spektrum 1D pada t1 = 0 dengan kekuatan medan rf yang berbeza-beza (obs_amp_c7). (Rajah 6) Memandangkan POST-C7 agak teguh kepada variasi kekuatan medan rf, tidak perlu memperhalusi penalaan langkah. Kami biasanya berbeza setiap 5 kHz atau lebih. Kecekapan penapisan DQ berbanding wPMLG 1D biasa biasanya ditemui dalam 5-20% untuk pepejal tegar. Perlu diingatkan bahawa puncak dalam dimensi DQ tidak langsung tidak muncul di tengah, tetapi pada kedudukan jalur sisi berputar disebabkan oleh mekanisme penyambung semula DQ. [7] POST-C7 menggabungkan semula m = 1 sebutan dalam cara berkod gamma, oleh itu puncak muncul pada kedudukan +1 SSB, atau dengan kata lain, semua puncak beralih dengan kadar MAS ke arah sisi frekuensi tinggi (Rajah 7) . Oleh itu kedudukan puncak boleh diperbetulkan dengan mudah dengan hanya mengalihkan kedudukan puncak dengan kadar MAS. Sebarang kadar MAS boleh digunakan dalam kes POST-C7 selagi probe menerima kekuatan medan rf. Kedudukan puncak dalam dimensi tidak langsung boleh diramalkan termasuk anjakan frekuensi +MAS. Walau bagaimanapun, ia agak rumit. Oleh itu, kami mengesyorkan untuk menggunakan julat spektrum terluas dengan LG_LOOP = 1, jika masa mengizinkan. Sebaliknya, satu kali ulangi percubaan 2D pantas yang memvariasikan LG_LOOP supaya semua puncak sesuai dalam julat spektrum tidak langsung. Semasa pengoptimuman ini, penapis-z boleh digunakan pada penapis-z tidak mengubah julat spektrum dalam dimensi tidak langsung. Ini membolehkan berbasikal fasa 4 langkah, memendekkan masa percubaan.
[Jujukan penggabungan DQ yang dikodkan bukan gamma menimbulkan kesukaran tambahan bahawa lebar spektrum tidak langsung mestilah sama dengan kadar MAS seperti yang dibincangkan di bawah. Atas sebab ini, kami mengesyorkan urutan berkod gamma. Urutan berkod bukan gamma memberikan puncak pada +/-1 atau 2 kedudukan SSB, memberikan pemisahan tambahan. Untuk mengelakkan pemisahan, lebar spektrum dimensi tidak langsung perlu disegerakkan dengan kadar MAS. Apabila lebar spektrum adalah sama dengan kadar MAS, semua puncak DQ dilipat semula ke jalur tengah. Pendekatan ini kerap digunakan di MAS pantas, mengelakkan kerumitan peralihan puncak. Walau bagaimanapun, ini juga menimbulkan masalah tambahan lebar spektrum terhad terutamanya pada kadar MAS sederhana. Sebagai contoh, lebar spektrum 12 kHz sepadan dengan 20 ppm pada 14.1 T, yang tidak mencukupi untuk meliputi keseluruhan julat 1Spektrum H DQ.]
Rajah 6.
DQ ditapis 1Spektrum H L-tirosin.HCl pada 12 kHz dan 14.1 T diperhatikan pada pelbagai kekuatan medan rf untuk POST-C7. Spektrum telah diperhatikan menggunakan urutan dalam Rajah 5 dengan t1 = 0. Walaupun kekuatan medan rf nominal untuk POST-C7 ialah tujuh kali ganda daripada kadar MAS, kecekapan DQ maksimum mungkin muncul pada kekuatan medan rf yang sedikit berbeza.
Rajah 7.
Unjuran ke dimensi DQ spektrum korelasi DQ/SQ L-tirosin.HCl pada kadar MAS 12 kHz dan 14.1T. POST-C7 digunakan untuk merangsang/menukar semula koheren DQ. Puncak DQ tidak muncul di tengah tetapi pada +1 kedudukan SSB.
Penjagaan mesti diambil untuk masa pemerolehan. Oleh kerana medan rf hampir digunakan secara berterusan semasa pengujaan, t1, penukaran semula dan t2 tempoh, jumlah tempoh mestilah lebih pendek daripada 50 ms untuk mengelakkan kegagalan probe. Berhati-hati dengan x_acq_time dan y_acq_time.
Rajah 8.
1H DQ/1Spektrum korelasi H SQ L-tirosin.HCl pada 12 kHz MAS di bawah 14.1 T tanpa (a) dan dengan (b, 1 ms) penapisan z. Keterkaitan antara nuklear ditunjukkan dengan garis merah dalam (a). Perhatikan bahawa 1Tugasan H adalah tentatif.
1H DQ/ 1Korelasi H SQ: pemprosesan data (Rajah 9)
Dimensi langsung adalah sama dengan 1D wPMLG. Linear_Ref dan Rujukan hendaklah digunakan untuk membetulkan penskalaan anjakan kimia. Dalam dimensi tidak langsung, kedudukan puncak pertama perlu dianjak dengan kadar MAS kerana puncak muncul pada +1 SSB (bukan di tengah). Ini boleh dilakukan dengan fungsi Rujukan. Seterusnya Linier_Ref digunakan untuk menskala semula anjakan kimia. Ambil perhatian bahawa pusat spektrum tidak lagi berada pada 50[%] sejak kami menggunakan rujukan pada langkah pertama. Untuk membetulkan faktor ini, Pusat hendaklah ditetapkan kepada x_offset * 2, yang ditukar secara automatik kepada nilai berangka bergantung pada keadaan percubaan yang digunakan. Oleh kerana kedudukan puncak digandakan dalam dimensi DQ, parameter yang digunakan dalam Rujukan berikutnya perlu digandakan berbanding dengan dimensi SQ. Akhir sekali, garisan pepenjuru dilukis dengan cerun 2.
Rajah 9.
Senarai proses yang digunakan dalam pemprosesan 1H DQ/1Spektrum korelasi H SQ L-tirosin.HCl pada 12 kHz MAS di bawah 14.1 T.
Rajah 10.
Peluasan daripada 1H DQ/1Spektrum korelasi H SQ L-tirosin.HCl pada 12 kHz MAS di bawah 14.1 T. Spektrum keseluruhan ditunjukkan dalam Rajah 8(a). Perhatikan bahawa 1Tugasan H adalah tentatif. Kenaikan dimensi tidak langsung ditetapkan kepada masa kitaran wPMLG dengan meletakkan Lg_loop = 1. 512 t1 mata dikumpul dengan 12 tin bagi setiap satu. Jumlah masa pengukuran ialah 512 x 12 x 2 x 1.5 s (kelewatan ulangan) = 5.2 jam.
Rujukan:
- [1] SP Brown, Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 50 (2007) 199-251.
- [2] E. Salager, RS Stein, CJ Pickard, B. Elena, L. Emsley, Phys. Kimia. Kimia. Fizik. 11 (2009) 2610-2621.
- [3] J.-N. Dumez, MC Butler, E. Salager, B. Elena-Herrmann, L. Emsley, Phys. Kimia. Kimia. Fizik. 12 (2010) 9172-9175.
- [4] NT Duong, S. Raran-Kurussi, Y. Nishiyama, V. Agarwal, J. Magn. Reson. 317 (2020) 106777.
- [5] H. Hohwy, HJ Jakobsen, M. Eden, MH Levitt, NC Nielsen, J. Chem. Fizik. 108 (1998) 2686-2694.
- [6] SP Brown, A. Lesage. B. Elena, L. Emsley, J. Am. Kimia. Soc. 126 (2004) 13230-13231.
- [7] H. Geen, JJ Titman, J. Gottwald, HW Spiess, J. Magn. Reson. A 114 (1995) 264-267.
- Sila lihat fail PDF untuk mendapatkan maklumat tambahan.
Tetingkap lain terbuka apabila anda mengklik. 
PDF 2,226KB
Produk Berkaitan
Rumusan berdasarkan bidang
Adakah anda seorang profesional perubatan atau kakitangan yang terlibat dalam penjagaan perubatan?
Tidak
Sila diingatkan bahawa halaman ini tidak bertujuan untuk memberikan maklumat tentang produk kepada orang ramai.