Магниттік резонанс аппаратурасына қойылатын талаптар

Ілесбаев Азамат ФПК-406 (5тапсырма)

Тақырып. Магниттік резонанс аппаратурасына қойылатын талаптар. Сұрақтарды дайындау: 1.Физика – химиялық зерттеулердегі ЯМР – дың қолданылуы. 2. ЯМР спектрінде жоғары рұқсат етілген неметриялық информация. 3.Конденсияланған ортадағы ЯМР сигналдарының ерекшелігі және практикада қолданылуы.

1. Ерітінділердің ЯМР спектроскопиясы динамикалық процестерді, соның ішінде әртүрлі химиялық және биохимиялық реакцияларды, биомолекулалардың конформациялық түрленуін, ақуыздардың үшінші құрылымын қалыптастыру процестерін, биомакромолекулалардың басқа молекулалармен әрекеттесуін және басқада зерттеуде кеңінен қолданылады.

ЯМР спектроскопиясы-химиялық заттардың молекулалық құрылымы туралы ақпаратты анықтауға мүмкіндік беретін ядролық магниттік резонансқа негізделген спектроскопиялық әдіс, нөлдік емес спині бар затпен электромагниттік энергияның резонанстық жұтылуы/сәулеленуі кезінде. Мұнай-газ өнеркәсібінде бұл әдіс өз қолданысын тапты, өйткені ол сутегі атомдарының негізгі қасиетін қолдана алады: олардың магниттік моменті, бұл іс жүзінде берілген атомдарды "санауға" мүмкіндік береді. Мұнай, газ және су құрамында сутегі атомдары болғандықтан, мұндай көп фазалы ағынды талдау ЯМР спектроскопиясының көмегімен мүмкін болады.

Оның негізінде: өткізгіштігі жоғары магнит тұрақты магнит өрісін алу үшін, термостатталатын датчик, үлгі ұстағыш оған радиожиілікті сәулелену жіберіледі және үлгіден шығатын импульс оқылады.Және электродны датчик бар. Ол радиожиілікті сәулені шығарады, шыыққан сигналға регистрация жасайды,күшейтеді, цифрлық түрге түрлендіреді.Сонымен қатар, ақпарат көрінетін компьютер.

Бұл прибормен дейтериленген еріткіштегі  ограникалық және бейорганикалық қосылыстарды зерттеуге болады. Идеал еріткіште протондар болмауы керек. Сонымен қатар, еріткіштің инертті, төмен қайнаған және арзан болғаны жөн. Қазіргі заманғы құрылғылар үшін дейтерленген еріткіштер қажет, өйткені магнит өрісін тұрақтандыру еріткіштің дейтерий сигналы арқылы жүзеге асырылады.

Прибордың ішіндегі магнит және катушкалар температурасы абсолютті 0 болуы қажет, яғни суық болуы қажет. Ол үшін прибор ішіне дьюар сосудына сұйық азот орнатылады, онымен қатар екінші дьюар сосудына сұйық гелий орнатылады.

Осы әдіс арқылы органикалық молекулаларды, комплексті қосылыстарды, электролит еріткішері, супер конденсация материалдары, нанокомпазиттерді зерттеуге болады.

2. Ажыратымдылығы жоғары рұқсат етілген құрылғылар C16H26O2 (250.1933) и С15Н24NO2 (250.1807) қосылымдарды ажырата алады.

Жоғары ажыратымдылықтағы құрылғылар жеткілікті дәлдікпен ион массасын өлшей алады және ол атомдық құрамды анықтауға мүмкіндік береді, осылайша зерттелетін заттың молекулалық формуласын анықтайды.

Жергілікті электронды ортаға байланысты молекуладағы әртүрлі протондар әртүрлі жиіліктерде резонанс тудырады. Бұл жиіліктің орын ауыстыруы да, негізгі резонанстық жиілік те магнит өрісінің индукция шамасына тура пропорционал болғандықтан, бұл орын ауыстыру химиялық ығысу деп аталатын магнит өрісіне тәуелсіз өлшемсіз шамаға айналады. Химиялық ығысу кейбір анықтамалық үлгілерге қатысты өзгеріс ретінде анықталады. Жиіліктің ығысу шамасы спектрометрдің ЯМР базалық жиілігімен салыстырғанда өте аз. Әдеттегі жиіліктің ығысуы 100 Гц, ал базалық ЯМР жиілігі 100 МГц ретті. Осылайша, спектрометрдің негізгі жиіліктеріндегі айырмашылықтарды ескере отырып, химиялық ығысу көбінесе миллионнан бір бөліктің өлшемсіз бірліктерінде көрінеді.

Химиялық ығысу мөлшері заттың құрамына байланысты болғандықтан, ол үлгідегі молекулалардың химиялық құрылымы туралы алдын-ала ақпарат алу үшін қолданылады.

[pic 1]

2- сурет. Кейбір органикалық қосылыстардағы химиялық ығысулар

Бір өлшемді ЯМР спектріндегі құрылымды анықтау үшін ең пайдалы ақпарат белсенді ЯМР ядролары арасындағы спин-спиндік әрекеттесу арқылы қамтамасыз етіледі. Бұл әрекеттесу ЯМР сигналдарының бөлінуіне әкелетін химиялық молекулалардағы ядролардың әртүрлі спиндік күйлері арасындағы ауысулардың нәтижесінде пайда болады..