Резонансная линия
Cтраница 4
Интенсивность резонансной линии с частотой MS зависит от величины /; и, следовательно, определяется разностью со - сов. [46]
 |
Схема трансформации одно-компонентного ( а и двухкомпонент-ного ( б спектров ЯМР при наличии обмена. [47] |
Положение резонансной линии имеет большое значение, так как оно частично определяется электронной структурой вещества. Резонансная частота ядра, находящегося в магнитном поле, при отсутствии всех взаимодействий как между ядрами, так п между ядрами и электронами представляет собой свойство, присущее самому атомному ядру. Именно наличие взаимодействий с другими ядрами и электронами приводит к той частоте, которая наблюдается в опыте и вызывает изменение формы резонансной линии: вместо бесконечно узкой линии появляется характерная структура резонанса, его форма и ширина. [48]
Форма резонансной линии, наблюдаемая на экране осциллографа, зависит от балансировки моста. Для точного наблюдения резонансной кривой мост не должен находиться в состоянии полного баланса. Если желательно наблюдать кривую поглощения ( фиг. Затем поршень 16 перемещают, пока на детекторе не появится сигнал - с мощностью порядка 1 мквт. Вместо перемещения поршня 16 вдоль волновода иногда в секции 15 делают два поршня, перемещение второго поршня заменяет движение поршня 16 вдоль волновода. [49]
Отнесение резонансных линий в спектрах ЯМР к определенным атомам в макромолекулах является одним из наиболее важных условий надежного определения молекулярной структуры. Хотя в принципе для получения определенной информации о структуре достаточно провести отнесение небольшого числа резонансных линий, точность структурной информации возрастает с увеличением числа расшифрованных линий, так как в этом случае можно провести дополнительное сравнение результатов. С ростом надежности расшифровки спектров существенно возрастает также и надежность следующих из этого выводов, которые часто весьма чувствительны к ошибкам, допущенным при отнесении резонансных линий. Расшифровка спектров ЯМР Н протеинов, как правило, проводится в две стадии: сначала пытаются выяснить, какие резонансные линии относятся к аминокислотному остатку, и при этом не заботятся о том, какое положение занимает данная аминокислота в протеиновой последовательности. Таким образом во многих случаях выясняют, о какой из аминокислот идет речь. Второй шаг состоит в том, чтобы определить место этой аминокислоты в протеиновой последовательности. Как правило, эта проблема решается с помощью независимых, биохимических методов: либо с использованием биохимического аминокислотного анализа, либо косвенным путем - по восстановлению соответствующей последовательности в ДНК. Поскольку такая расшифровка спектров предполагает определение параметров, характерных для каждой последовательности аминокислот, то очевидно, что эффективность расшифровки спектров зависит от того, насколько правильно определена эта первичная структура. Неточности, допущенные в определении первичной структуры, могут быть обнаружены в результате сравнения с данными, полученными методом ЯМР. Эта расшифровка основана на сравнении расстояний, которые являются типичными для аминокислот, следующих одна за другой в последовательности. Одновременно соотношения между расстояниями используются для упорядочения элементов вторичной структуры, так что при таком последовательном отнесении резонансных линий можно получить информацию о вторичной структуре. [50]
Отнесение резонансных линий к определенному типу аминокислот основывается на том, что в аминокислотных остатках большинство протонов связаны между собой косвенным спин-спиновым взаимодействием. В то же время спин-спиновое взаимодействие между протонами двух соседних аминокислот очень слабое, поскольку между ближайшими парами протонов: На-протоном и амидным, имеются четыре связи ( см. рис. 3.3), т.е. каждый аминокислотыи остаток протеина можно рассматривать как изолированную спиновую систему. Так что для каждой аминокислоты имеет место типичная картина спин-спинового взаимодействия, наблюдаемая в двумерных спектрах ЯМР. Интерпретация спектра осложняется не только тем, что неизвестны точные значения химических сдвигов для искомых резонансных линий, но и тем, что не может быть проведено надежное отнесение отдельных кросс-пиков в спектре. Это может быть также связано и со слишком большой шириной резонансных линий кросс-пиков, так как уширение линий сопровождается также уменьшением их амплитуды, и часто рассматриваемые линии сливаются с фоном. Поскольку ширины линий, которые в основном определяются временем поперечной релаксации и скоростью химического обмена, заранее неизвестны, то отсутствует уверенность в том, что проведено правильное отнесение линий. Особенно существенно на отнесении линий сказывается ширина линий в спектрах, полученных по методу COSY, в которых пики в подспектре расщепляются на пики с отрицательными и положительными знаками, так что полный интеграл пиков кросс-мультиплета равен нулю. Чем больше ширины линий, тем менее заметны эти линии в спектре. [51]
Ширина резонансных линий, наблюдаемых у электронов проводимости, весьма сильно изменяется от вещества к веществу, а также зависит от частоты и температуры. Эта ширина обусловлена различными причинами. Вследствие движения электронов существует диффузионное уширение [16] 1), которое становится, однако, очень малым, если размеры образцов малы по сравнению с глубиной скин-слоя. Остается еще ширина, которая быстро увеличивается с повышением температуры [1,2,4] и потому, вероятно, связана со спин-решеточной релаксацией. Ширина линии, наблюдаемая при парамагнитном резонансе в солях и обусловленная тем, что в различных состояниях электроны имеют разные значения g и потому по-разному чувствуют магнитные поля других электронов и ядер, в этом случае несущественна в силу движения электронов. Так как время тс очень мало ( 10 - 12 сек. [52]
Ширина резонансных линий этих двух изотопов достаточно мала, что позволяет изучать квадрупольное взаимодействие; метод рассеяния обеспечивает адекватное отношение сигнала к шуму. [53]
Ширина резонансной линии зависит от внутри - и межмолекулярных взаимодействий. [54]
Отнесение резонансных линий в спектрах ЯМР к определенным атомам в макромолекулах является одним из наиболее важных условий надежного определения молекулярной структуры. Хотя в принципе для получения определенной информации о структуре достаточно провести отнесение небольшого числа резонансных линий, точность структурной информации возрастает с увеличением числа расшифрованных линий, так как в этом случае можно провести дополнительное сравнение результатов. С ростом надежности расшифровки спектров существенно возрастает также и надежность следующих из этого выводов, которые часто весьма чувствительны к ошибкам, допущенным при отнесении резонансных линий. Расшифровка спектров ЯМР Н протеинов, как правило, проводится в две стадии: сначала пытаются выяснить, какие резонансные линии относятся к аминокислотному остатку, и при этом не заботятся о том, какое положение занимает данная аминокислота в протеиновой последовательности. Таким образом во многих случаях выясняют, о какой из аминокислот идет речь. Второй шаг состоит в том, чтобы определить место этой аминокислоты в протеиновой последовательности. Как правило, эта проблема решается с помощью независимых, биохимических методов: либо с использованием биохимического аминокислотного анализа, либо косвенным путем - по восстановлению соответствующей последовательности в ДНК. Поскольку такая расшифровка спектров предполагает определение параметров, характерных для каждой последовательности аминокислот, то очевидно, что эффективность расшифровки спектров зависит от того, насколько правильно определена эта первичная структура. Неточности, допущенные в определении первичной структуры, могут быть обнаружены в результате сравнения с данными, полученными методом ЯМР. Эта расшифровка основана на сравнении расстояний, которые являются типичными для аминокислот, следующих одна за другой в последовательности. Одновременно соотношения между расстояниями используются для упорядочения элементов вторичной структуры, так что при таком последовательном отнесении резонансных линий можно получить информацию о вторичной структуре. [55]
Отнесение резонансных линий к определенному типу аминокислот основывается на том, что в аминокислотных остатках большинство протонов связаны между собой косвенным спин-спиновым взаимодействием. В то же время спин-спиновое взаимодействие между протонами двух соседних аминокислот очень слабое, поскольку между ближайшими парами протонов: На-протоном и амидным, имеются четыре связи ( см. рис. 3.3), т.е. каждый аминокислотыи остаток протеина можно рассматривать как изолированную спиновую систему. Так что для каждой аминокислоты имеет место типичная картина спин-спинового взаимодействия, наблюдаемая в двумерных спектрах ЯМР. Интерпретация спектра осложняется не только тем, что неизвестны точные значения химических сдвигов для искомых резонансных линий, но и тем, что не может быть проведено надежное отнесение отдельных кросс-пиков в спектре. Это может быть также связано и со слишком большой шириной резонансных линий кросс-пиков, так как уширение линий сопровождается также уменьшением их амплитуды, и часто рассматриваемые линии сливаются с фоном. Поскольку ширины линий, которые в основном определяются временем поперечной релаксации и скоростью химического обмена, заранее неизвестны, то отсутствует уверенность в том, что проведено правильное отнесение линий. Особенно существенно на отнесении линий сказывается ширина линий в спектрах, полученных по методу COSY, в которых пики в подспектре расщепляются на пики с отрицательными и положительными знаками, так что полный интеграл пиков кросс-мультиплета равен нулю. Чем больше ширины линий, тем менее заметны эти линии в спектре. [56]
Отнесение резонансных линий в спектрах ЯМР к определенным атомам в макромолекулах является одним из наиболее важных условий надежного определения молекулярной структуры. Хотя в принципе для получения определенной информации о структуре достаточно провести отнесение небольшого числа резонансных линий, точность структурной информации возрастает с увеличением числа расшифрованных линий, так как в этом случае можно провести дополнительное сравнение результатов. С ростом надежности расшифровки спектров существенно возрастает также и надежность следующих из этого выводов, которые часто весьма чувствительны к ошибкам, допущенным при отнесении резонансных линий. Расшифровка спектров ЯМР Н протеинов, как правило, проводится в две стадии: сначала пытаются выяснить, какие резонансные линии относятся к аминокислотному остатку, и при этом не заботятся о том, какое положение занимает данная аминокислота в протеиновой последовательности. Таким образом во многих случаях выясняют, о какой из аминокислот идет речь. Второй шаг состоит в том, чтобы определить место этой аминокислоты в протеиновой последовательности. Как правило, эта проблема решается с помощью независимых, биохимических методов: либо с использованием биохимического аминокислотного анализа, либо косвенным путем - по восстановлению соответствующей последовательности в ДНК. Поскольку такая расшифровка спектров предполагает определение параметров, характерных для каждой последовательности аминокислот, то очевидно, что эффективность расшифровки спектров зависит от того, насколько правильно определена эта первичная структура. Неточности, допущенные в определении первичной структуры, могут быть обнаружены в результате сравнения с данными, полученными методом ЯМР. Эта расшифровка основана на сравнении расстояний, которые являются типичными для аминокислот, следующих одна за другой в последовательности. Одновременно соотношения между расстояниями используются для упорядочения элементов вторичной структуры, так что при таком последовательном отнесении резонансных линий можно получить информацию о вторичной структуре. [57]
Отнесение резонансных линий к определенному типу аминокислот основывается на том, что в аминокислотных остатках большинство протонов связаны между собой косвенным спин-спиновым взаимодействием. В то же время спин-спиновое взаимодействие между протонами двух соседних аминокислот очень слабое, поскольку между ближайшими парами протонов: На-протоном и амидным, имеются четыре связи ( см. рис. 3.3), т.е. каждый аминокислотыи остаток протеина можно рассматривать как изолированную спиновую систему. Так что для каждой аминокислоты имеет место типичная картина спин-спинового взаимодействия, наблюдаемая в двумерных спектрах ЯМР. Интерпретация спектра осложняется не только тем, что неизвестны точные значения химических сдвигов для искомых резонансных линий, но и тем, что не может быть проведено надежное отнесение отдельных кросс-пиков в спектре. Это может быть также связано и со слишком большой шириной резонансных линий кросс-пиков, так как уширение линий сопровождается также уменьшением их амплитуды, и часто рассматриваемые линии сливаются с фоном. Поскольку ширины линий, которые в основном определяются временем поперечной релаксации и скоростью химического обмена, заранее неизвестны, то отсутствует уверенность в том, что проведено правильное отнесение линий. Особенно существенно на отнесении линий сказывается ширина линий в спектрах, полученных по методу COSY, в которых пики в подспектре расщепляются на пики с отрицательными и положительными знаками, так что полный интеграл пиков кросс-мультиплета равен нулю. Чем больше ширины линий, тем менее заметны эти линии в спектре. [58]
Сдвиги резонансных линий в энергетическом масштабе чрезвычайно малы, и практически для получения спектра достаточно использовать доплеровское смещение, перемещая с небольшой скоростью источник относительно поглотителя. [59]
Для резонансных линий часто наблюдается явление самообращения. При малых количествах натрия это обусловливает чувствительность метода. Однако при увеличении количества натрия интенсивность резонансных линий увеличивается менее, чем пропорционально содержанию натрия в пламени. При больших количествах натрия на месте линий натрия могут появиться темные полосы, так как пары натрия поглощают соответствующую часть сплошного спектра, который создается раскаленными твердыми частицами. Это же обусловливает фраунгоферовые линии в солнечном спектре. С другой стороны, на поглощении резонансных линий основан один из современных методов количественного спектрального анализа, а именно атомная абсорбционная спектроскопия. [60]
Страницы: 1 2 3 4