Двумерная спектроскопия
Cтраница 2
Я хочу особо выделить эту мысль, чтобы обратить внимание на то, что идея, лежащая в основе двумерной спектроскопии, на самом деле исключительно проста. Композиция некоторого нечто и некоторого нечто другое на рис. 8.5 может быть сложным делом, но концепция модуляции намагниченности перед ее регистрацией проста. [16]
Хотя по крайней мере в принципе из стационарного метода много-квантового ЯМР можно получать данные о скорости релаксации [5.89], косвенные измерения многоквантовой свободной прецессии сильно облегчают задачу определения скоростей поперечной многоквантовой релаксации. Вопросы техники двумерной спектроскопии рассматриваются в гл. [17]
В связи с этим примером я хотел бы обратить внимание на то, что важно не забывать традиционные методы, которые по-прежнему могут оказаться весьма эффективными. Настолько легко поддаться очарованию открывающимися возможностями двумерной спектроскопии ЯМР, что о простых путях решения проблемы можно забыть. [18]
В гетероядерных системах в изотропных растворах передачу поляризации можно осуществить с помощью эффекта Оверхаузера [4.147] ( разд. Последний метод, который тесно связан с гетеро-ядерной двумерной спектроскопией, сочетает усиление при селективной инверсии населенностей с преимуществами неселективных импульсов; более подробно этот метод мы рассмотрим в разд. [19]
Гетероядерная корреляция, т.е. корреляция между одномерными спектрами ЯМР, полученными для разного сорта ядер, обладает рядом привлекательных свойств. Прежде всего эти методы, как и большинство методов двумерной спектроскопии, приводят к улучшению разрешения в спектрах, т.е. позволяют провести отнесение линий в сложных перекрывающихся спектрах. Корреляция между двумя различными спектрами ЯМР, например, на ядрах Н ( спин /) и С ( спин S) облегчает отнесение линий в спектрах, так как в протонных спектрах содержится дополнительная информация о спектрах С, и наоборот. Двумерные корреляционные спектры могут быть дополнительно использованы также и для того, чтобы повысить чувствительность в спектрах ядер с низким естественным содержанием, т.е. повысить возможности детектирования ядер с низкой чувствительностью. [20]
В последних двух книгах дается введение в новейшие методики двумерной спектроскопии ЯМР. [21]
Вторая проблема связана с перекрыванием искомого кросс-пика с другими сигналами, что не позволяет провести однозначное отнесение соответствующих сигналов в спектре. Решение этой проблемы может быть найдено при использовании других методов двумерной спектроскопии. Если же, например, вследствие перекрывания сигналов невозможно провести отнесение кросс-пиков в спектре, полученном с использованием метода COSY, по их принадлежности к соответствующей спиновой системе, то часто удается провести отнесение с использованием метода RCT, так соответствующие картины кросс-пиков, полученные в этих двух экспериментах, различаются: кросс-пики оказываются в разных местах спектра, и перекрывание отсутствует. [22]
Очевидно, что расшифровка спектров - самый трудоемкий процесс при использовании двумерной спектроскопии ЯМР для установления структуры протеинов. Именно этим объясняются попытки по возможности автоматизировать обсуждаемый процесс. [23]
Стохастическое возбуждение в ЯМР предлагалось использовать в ряде случаев: первоначально - для специально подобранной и широкополосной развязки [4.64, 4.65], а позднее - в качестве альтернативы одномерной фурье-спектроскопии [4.59, 4.66 - 4.69], поскольку в смысле требований к мощности РЧ-сигнала он имеет преимущества перед последней. В последнее время Блюмих, Зиссов и Кайзер [4.70 - 4.79] применили стохастический резонанс в двумерной спектроскопии. Они убедительно показали, что большинство результатов, получаемых при импульсном возбуждении [4.80], могут быть также получены с помощью стохастического возбуждения при соответствующей обработке данных. [24]
Наряду с методами двумерной спектроскопии ЯМР существуют еще два распространенных биохимических метода: селективное дейтерирование аминокислот определенного типа и сравнение с широким классом гомологов протеинов, в котором замещается лишь небольшое число аминокислот в последовательности. Несмотря на то что оба эти метода были известны задолго до того, как двумерная спектроскопия стала бурно развиваться и нашла широкое применение, только сейчас эти методы стали применяться действительно эффективно благодаря развитию современных методов молекулярной биологии. Селективное дейтерирование в основном проводится исходя из того, что наибольшее сродство к клеткам в питательной среде обнаруживают аминокислоты именно в дейтерированном состоянии, так как это непосредственно обеспечивает встраивание соответствующих аминокислот в молекулу протеина. [25]
Для полноты добавим, что существует еще одна широко используемая реализация схемы квадратурного детектирования. Здесь нас опять больше всего будет интересовать то, что аналогичные методы используются в двумерной спектроскопии, и вполне может оказаться, что ваш спектрометр ( например, прибор фирмы Вшкег) использует одни из них. Целью методики служит проведение квадратурного детектирования с помощью только одного АЦП, который представляет собой довольно дорогостоящий компонент спектрометра. [26]
Фазовые циклы широко используются в многоимпульсных экспериментах для подавления артефактов ( как в нашем примере) и для селективного воздействия на отдельные компоненты намагниченности. Это будет более подробно обсуждаться в других местах книги, особенно в главах, посвященных двумерной спектроскопии. Для того чтобы цикл производил желаемый эффект, общее число усредненных прохождений должно быть кратно числу его шагов. Во многих двумерных экспериментах это требование и определяет суммарные затраты времени. Конечно, разработку новых циклов лучше предоставить специалистам в этой области, но и вам не помешает приобрести некоторый опыт их интерпретации на своем спектрометре. Часто основные усилия при отлаживают методик новых экспериментов приходится тратить на исправление текста программы, управляющей фазами. [28]
Развитие двумерной спектроскопии ЯМР ( 2М - ЯМР) открыло новые возможности для развития разнообразных биологических приложений ЯМР. Если по одной из осей откладывать значения времени t, а по другой выписывать спектры, регистрируемые в эти моменты времени, то получим двумерный спектр. Такого рода двумерная спектроскопия известна с момента открытия метода ЯМР. [29]
Двумерные эксперименты позволяют проводить надежное отнесение линий в таких спектрах. Наконец, в двумерной спектроскопии ЯМР можно достаточно просто наблюдать многоквантовые переходы, которые в первом приближении запрещены правилами отбора по спиновому квантовому числу. [30]
Страницы: 1 2