Перегляд вихідного коду сторінки Двовимірна ядерна магнітно-резонансна спектроскопія

[[Файл:progesteroneCOSY.png|300px|right|thumb|<chem>^1H</chem> COSY спектр [[прогестерон]]у]]
'''Двомі́рна я́дерна магні́тно-резона́нсна спектроско́пія''' (2D NMR або 2D ЯМР)&nbsp;— один з видів [[ЯМР-спектроскопія|ядерної магнітно-резонансної спектроскопії]], в якому дані розподілені в просторі по двох [[вісь координат|осях]].

Двомірна ЯМР надає більше відомостей про структуру молекули, ніж одномірні ЯМР спектри та особливо зручна для встановлення структур складних молекули, які складно визначити лише з одномірних спектрів ЯМР.

Перший двомірний експеримент, COSY, був запропонований Жаном Жеенером, професором франкомовного [[Брюссельський вільний університет|Брюссельського вільного університету]] в 1971 році. Цей експеримент був пізніше виконаний Волтером П. Ауе, Енріко Бартольді та [[Ріхард Ернст|Ріхардом Ернстом]], які опублікували свою роботу в 1976 році.

== Концепція двомірної ядерної магнітно-резонансної спектроскопії ==
Кожен експеримент складається з послідовності [[Радіочастота|радіочастотних імпульсів]] з періодами затримки між ними. Значення часу, частоти та інтенсивності цих імпульсів відрізняють різні експерименти ЯМР один від одного.<ref>{{Cite news|title=Book Review: J. W. Akitt, B. E. Mann. NMR and chemistry: An introduction to modern NMR spectroscopy. 4th edn, Stanley Thornes (Publishers), Cheltenham, UK, 2000. 400 pp., price £30. ISBN 0 7487 4344 8.|url=http://dx.doi.org/10.1002/mrc.961|work=Magnetic Resonance in Chemistry|date=2002-02-28|accessdate=2020-06-01|issn=0749-1581|doi=10.1002/mrc.961|pages=316–316|volume=40|issue=4|first=Bernd|last=Wrackmeyer|language=англійською}}</ref> Майже всі двовимірні експерименти мають чотири етапи:

# Період підготовки. Протягом цього періоду за допомогою [[Радіочастота|радіочастотних імпульсів]] намагнічуються зв'язки;
# Період еволюції (період розвитку). Визначений проміжок часу, протягом якого не подаються імпульси, і ядерні спіни можуть вільно обертатися;
# Період змішування. На зв'язки діють іншою серією імпульсів такою мірою, що з'являються видимі сигнали;
# Період виявлення. Сигнал спаду вільної індукції зі зразка спостерігається як функція часу, ідентично одновимірному FT-ЯМР.<ref>{{Cite book|url=http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-29925-7_2262|title=(2261) Keeler|series=Dictionary of Minor Planet Names|publisher=Springer Berlin Heidelberg|location=Berlin, Heidelberg|pages=184–184|isbn=978-3-540-00238-3}}</ref>

Два виміри двовимірного експерименту ЯМР&nbsp;— це дві осі частот хімічних зсувів. Кожна вісь частот асоційована з однією або двома змінними часу, що представляють собою тривалість періоду еволюції (час еволюції) та час, що минув протягом періоду виявлення (час виявлення). Кожен з них перетворюється з часової серії в серію частот за допомогою двовимірного [[перетворення Фур'є]]. Кожен двовимірний експеримент формується у вигляді серії одновимірних експериментів, з різним специфічним часом еволюції у серії послідовних експериментах, з повною тривалістю періоду виявлення, записаним у кожному експерименті.<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/500186687|title=Understanding NMR spectroscopy|last=Keeler, James.|date=2010|publisher=John Wiley and Sons|edition=2nd ed|location=Chichester, U.K.|isbn=978-0-470-74609-7|oclc=500186687}}</ref>

Кінцевим результатом є зображення, що демонструє значення інтенсивності для кожної пари змінних частот. Інтенсивності піків у спектрі можна представити за допомогою третього виміру. Частіше інтенсивність вказується за допомогою [[Ізолінія|контурних ліній]] або різних кольорів.

== Методи гомоядерної кореляції між зв'язками ==
В цих методах {{нп|перенесення намагніченості|||magnetization transfer}} відбувається між ядрами одного виду через [[Стала спін-спінової взаємодії|константу спін-спінової взаємодії]] ядер, що поєднані один з одним декількома зв'язками.

=== Кореляційна спектроскопія (COSY) ===
Спектри COSY (Correlation spectroscopy) є найпростішим видом двомірної спектроскопії ЯМР. Представлені у вигляді квадрату або прямокутнику, що обмежний шкалами хімічних зсувів. Таким чином, ці двомірні спектри мають дві частотні координати та дві перпендикулярні шкали протонних хімічних зсувів. Сигнали в спектрах COSY можуть розташовуватись по всій площині квадрату.

Спектри COSY дозволяють виявити спін-спіновий зв'язок між протонами, що надає можливість зробити віднесення [[Мультиплетність|мультиплетів]] до конкретних спінових систем молекули.<ref>{{Cite book|title=Спектроскопия ядерного магнитного резонанса для химиков|last=Воловенко Ю.М., Карцев В.Г., Комаров И.В., Туров А.В., Хиля В.П.|first=|year=2011|publisher=Международный благотворительный фонд "Научное Партнерство"|location=Москва|pages=704|language=російська|isbn=978-5-903078-34-9}}</ref> Спектри COSY є симетричними відносно діагоналі та демонструють два види піків:

# Діагональні піки, що розташовані уздовж діагональної лінії спектру, є повними аналогами сигналів у відповідному одномірному спектрі ЯМР.
# Крос-піки, проєкція яких на вісі двомірного спектру відповідає сигналам ядер, між якими наявний спін-спіновий зв'язок. Такі піки також називають кореляційними.

==== Аналіз спектру COSY ====
Аналіз спектру полягає в визначенні координат крос-піків. Для цього потрібно від кожного крос-піку провести горизонтальну (або вертикальну) лінію до перетину з діагоналлю, де йому будуть відповідати сигнали мультиплетів. Розглянутий крос-пік свідчить про наявність спін-спінової взаємодії між протонами цих мультиплетів.

== Див. також ==
* [[Магнітний резонанс]]
* [[ЯМР-спектроскопія]]

== Примітки ==
{{reflist}}

{{physics-stub}}

[[Категорія:Ядерний магнітний резонанс]]
[[Категорія:Спектроскопія]]