Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Вращение под магическим углом: образец (синий) вращается с высокой частотой внутри основного магнитного поля ( B 0 ). Ось вращения наклонена на магический угол θ m по отношению к направлению B 0 .

В ядерно - магнитном резонансе , под магическим углом вращающийся (MAS) представляет собой метод часто используется для проведения экспериментов в твердотельном ЯМР - спектроскопии , а совсем недавно, жидкий протонный ядерный магнитный резонанс . [1] [2]

При вращении образца (обычно с частотой от 1 до 130  кГц ) под магическим углом θ m (около 54,74 °, где cos 2 θ m = 1/3) по отношению к направлению магнитного поля обычно широкая линии становятся более узкими, что увеличивает разрешение для лучшего распознавания и анализа спектра.

В любой конденсированной фазе ядерный спин испытывает большое количество взаимодействий. Три основных взаимодействия ( диполярное , анизотропия химического сдвига , квадрупольное ) часто приводят к очень широким и невыразительным линиям. Однако эти три взаимодействия в твердых телах зависят от ориентации и могут быть усреднены с помощью MAS. Ядерное диполь-дипольное взаимодействие между магнитными моментами ядер в среднем равно нулю только при магическом угле θ м . Химический сдвиг анизотропии , ядерно-электронное взаимодействие, в среднем до ненулевого значения. Квадрупольное взаимодействие лишь частично усредняется MAS, оставляя остаточное вторичное квадрупольное взаимодействие. В жидкостях, например в растворес органическим соединением , большинство этих взаимодействий усредняются из-за быстрого, усредненного по времени движения молекул. Это усреднение ориентации в растворе имитируется MAS твердого тела. Это приводит к тому, что сигнал становится намного более узким, что приводит к значению изотропности (которое представляет интерес для структурного определения твердых материалов и соединений) и боковым полосам вращения, которые возникают при кратной скорости вращения и могут использоваться для определения анизотропии химического сдвига. ядер.

Физическое вращение образца достигается с помощью механизма воздушной турбины. Эти турбины (или роторы) бывают разных диаметров (внешний диаметр) от 0,70 до 15,0 мм и обычно вращаются на воздухе или азоте. Роторы изготавливаются из ряда различных материалов, таких как керамика, например диоксид циркония , нитрид кремния или полимеры, такие как поли (метилметакрилат) (ПММА), полиоксиметилен (ПОМ). Цилиндрические роторы осесимметричны относительно оси вращения. Образцы упаковываются в роторы, которые затем закрываются одинарной или двойной торцевой крышкой. Эти колпачки изготавливаются из различных материалов, например, Kel-F , Vespel., диоксид циркония или нитрид бора в зависимости от требуемого применения.

Впервые вращение под магическим углом было описано в 1958 г. Эдвардом Раймондом Эндрю , А. Брэдбери и Р. Г. Идсом [3] и независимо в 1959 г. И. Дж. Лоу. [4] Название «вращение под магическим углом» было придумано в 1960 году Корнелисом Дж. Гортером на конгрессе AMPERE в Пизе. [1]

Варианты [ править ]

Вращение под магическим углом высокого разрешения (HR-MAS) [ править ]

HRMAS обычно применяется к растворам и гелям, где есть некоторое внутреннее молекулярное движение, но диполь-дипольные взаимодействия недостаточно усредняются таким движением. В этих условиях HRMAS может резко усреднить диполь-дипольное уширение и давать спектры, аналогичные спектрам ЯМР высокого разрешения. Это позволяет проводить количественный анализ компонентов, применяемый в растворах ЯМР, например [5]

Кросс-поляризационное вращение под магическим углом (CP-MAS) [ править ]

Комбинируя кросс-поляризацию с MAS, можно получить спектры высокого разрешения для твердых тел.

Решение Magic Angle Spinning [ править ]

Использование Magic Angle Spinning было расширено с твердотельного ЯМР на жидкий (раствор). [6]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Яцек В. Хеннел; Яцек Клиновский (2005). «Волшебное вращение под углом: историческая перспектива». В Яцеке Клиновском (ред.). Новые методы твердотельного ЯМР . Темы современной химии . 246 . Springer. С. 1–14. DOI : 10.1007 / b98646 . ISBN 978-3-540-22168-5. PMID  22160286 .( Новые методы твердотельного ЯМР , стр. 1, в Google Книгах )
  2. ^ Э. Раймонд Эндрю (2010). «Волшебный угол спиннинга». В Энн Макдермотт (ред.). Исследования биополимеров методом твердотельного ЯМР . Джон Вили и сыновья . С. 83–97. ISBN 978-0-470-72122-3.( Исследования биополимеров методом твердотельного ЯМР , стр. 83, в Google Книгах )
  3. ^ Э.Р. Эндрю; А. Брэдбери; Р. Г. Идс (1958). «Спектры ядерного магнитного резонанса кристалла, вращающегося с высокой скоростью» . Природа . 182 (4650): 1659. Bibcode : 1958Natur.182.1659A . DOI : 10.1038 / 1821659a0 .
  4. ^ IJ Lowe (1959). «Свободные индукционные распады вращающихся тел». Phys. Rev. Lett . 2 (7): 285–287. Полномочный код : 1959PhRvL ... 2..285L . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.2.285 .
  5. ^ Гендель, Хайди; Геселе, Эльке; Готтшалл, Клаус; Альберт, Клаус (2003). «Применение спектроскопии ЯМР HRMAS 1H для исследования взаимодействий между лигандами и синтетическими рецепторами». Angewandte Chemie International Edition . 42 (4): 438–442. DOI : 10.1002 / anie.200390133 .
  6. ^ Поленова, Gupta, Goldbourt (20 марта 2016). «ЯМР-спектроскопия с вращением под магическим углом: универсальный метод структурного и динамического анализа твердофазных систем» . Аналитическая химия . 87 (11): 5458–5469. DOI : 10.1021 / ac504288u . PMC 4890703 . PMID 25794311 .  CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )