Domanda:
Quali fattori sono importanti per l'analisi quantitativa di uno spettro protonico 1D-NMR?
Mad Scientist
2012-05-05 16:02:55 UTC
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Oltre a chiarire o verificare una struttura chimica, l'NMR può anche essere utilizzato ad es. per quantificare una miscela di diverse sostanze chimiche.

A seconda della qualità dello spettro e della sostanza specifica, l'integrazione dei segnali NMR per la stessa molecola può comportare variazioni significative rispetto al rapporto effettivo dei nuclei, che è noto dalla struttura chimica.

Quali fattori influenzano la quantificazione dei segnali NMR in uno spettro protonico 1D? Quali precauzioni è necessario prendere durante l'acquisizione e l'elaborazione degli spettri NMR per assicurarsi che gli spettri possano essere analizzati quantitativamente?

Due risposte:
#1
+10
Mad Scientist
2012-05-13 15:43:24 UTC
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I segnali che ottieni in un semplice spettro di protoni 1D sono nella maggior parte dei casi approssimativamente quantitativi, sebbene ci siano alcune eccezioni e alcuni aspetti che devi considerare se hai bisogno di un'elevata precisione.

Acquisizione

Ci sono diverse cose che devi tenere a mente durante l'impostazione dell'esperimento per assicurarti che lo spettro NMR risultante sia quantitativo.

Lo spettro dovrebbe essere di alta qualità, eventuali artefatti e rumore influenzeranno la quantificazione.

Ritardo di rilassamento

Il ritardo di rilassamento è il tempo tra gli esperimenti, se è troppo breve alcuni protoni non si rilasseranno completamente stato di equilibrio. Ciò influisce sull'intensità del segnale NMR e causerà la disattivazione degli integrali di tali segnali.

Il ritardo di rilassamento (compreso il tempo di acquisizione) dovrebbe essere di circa $ 5 \ cdot \ mathrm {T_1} $ . Puoi stimare il $ \ mathrm {T_1} $ oppure misurarlo.

13 satelliti C

I 13 satelliti C rappresentano circa l'1% del segnale totale, se hai bisogno di un'elevata precisione dovresti utilizzare il disaccoppiamento per eliminarli.

Altri aspetti

Devi anche assicurarti che gli impulsi utilizzati nell'esperimento abbiano un profilo di eccitazione ragionevolmente piatto per l'area che stai osservando. Questo di solito non è un problema per gli esperimenti con protoni 1D standard, ma potrebbe essere un problema per altri tipi di esperimenti o se hai un impulso insolitamente lungo e / o una distribuzione insolitamente ampia dei tuoi spostamenti chimici.

Elaborazione

Linea di base

La linea di base dovrebbe essere assolutamente piatta e esattamente a zero, qualsiasi errore lì porterà a grandi errori nella quantificazione. Usare un filtro digitale durante l'acquisizione è una buona idea (opzione baseopt per gli spettrometri Bruker), questo garantirà una linea di base molto piatta a zero, a patto che nessun altro problema distorca la linea di base.

La correzione di fase dovrebbe essere esatta, potrebbe essere necessario eseguire una correzione di fase manuale.

13 I satelliti C non sono un problema, in quanto sono nella quasi totalità dei casi un integrale noto (0,55% della linea centrale). Anche le regioni integrali devono essere ottimizzate. Tipicamente si sceglie di prendere una larghezza che è un multiplo fisso della larghezza della linea della linea corrispondente. In questo modo si possono ottenere risultati molto accurati.
Sì, non li considererei un grosso problema, ma dovresti essere coerente con loro; Non puoi avere un picco con entrambi inclusi, un altro con nessuno dei due e un terzo con uno solo.
#2
+6
Ben Norris
2012-05-25 22:04:06 UTC
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Mad Scientist fornisce alcuni buoni consigli. Ho un approccio diverso che rende alcune di queste azioni non necessarie o le annulla tramite la media del segnale.

Un grosso problema per la quantificazione è il rapporto segnale / rumore. Fare molte delle cose nella risposta di Mad Scientist aumenterà il rapporto segnale / rumore, ma le due modifiche più facili sono l'aumento della concentrazione e l'esecuzione di più scansioni. Se puoi aumentare la concentrazione nel tuo campione, fallo. Spesso aumenterei la concentrazione fino al punto in cui sarei in grado di raccogliere spettri NMR 1D 1 H di qualità di pubblicazione in una singola scansione. Se raccogli una sola scansione, i problemi derivano da una scarsa media di fase e da tempi di ritardo inferiori al tempo di rilassamento.

Se non si è in grado di modificare la concentrazione, l'aumento del numero di scansioni aumenta il segnale al rumore della radice quadrata del numero di scansioni. 4 scansioni forniscono il doppio del segnale acustico rispetto a 1 scansione. 16 scansioni forniscono il doppio del segnale al rumore rispetto a 4 scansioni e così via. Quando scegli di eseguire più scansioni, devi essere preoccupato per le cose menzionate da Mad Scientist. Un problema di fasatura che aggrega oltre 100 scansioni non ti aiuterà. Avere un tempo di ritardo troppo breve in modo tale che tutti i tuoi giri non siano rilassati peggiora solo su un gran numero di scansioni. In un recente progetto, ho dovuto integrare quantitativamente lo spettro 1D 1 H NMR di una miscela di reazione, cercando prodotti minori e specie non reagite (meno del 5% del campione totale). Ho finito per prendere uno spettro protonico di 3200 scansione con lunghi tempi di ritardo. Non ero popolare tra i miei compagni di laurea, ma ho ottenuto i dati di cui avevo bisogno.

Conosco qualcuno che ha bruciato 2 fine settimana di tempo NMR a 600 MHz cercando di quantificare la naturale abbondanza di deuterio. Non ha funzionato, ma ehi, quello che il tuo prof dice "Fai X" ...


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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