Domanda:
Quali vantaggi offrono i tubi NMR di qualità superiore?
Mad Scientist
2012-05-02 12:34:06 UTC
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Puoi acquistare tubi NMR in un'enorme varietà di qualità, con un'altrettanto enorme differenza di prezzo tra i tubi NMR più economici e quelli più costosi. Di solito sono classificati per una frequenza specifica dello spettrometro, ad es. 300 MHz + o 600 MHz +.

Qual è la differenza tra questi diversi gradi di tubi NMR? E quanto è grande l'effetto sulla qualità degli spettri se viene utilizzato un tubo di qualità inferiore?

Tubi NMR difettosi possono anche avere curve al loro interno, che possono portarli a contatto con la sonda, danneggiandoli. Questo di solito è il risultato del riscaldamento del tubo, piuttosto che l'acquisto attraverso; Posso fornire dettagli su come / perché ciò accade e come evitarlo se le persone lo desiderano.
Tre risposte:
#1
+26
Chris
2012-05-02 14:57:56 UTC
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Una regola generale è: la merda entra, la merda esce. Un NMR 1D a basso campo di grandi dimensioni a temperatura ambiente è solitamente influenzato solo in minima parte dall'uso di un tubo NMR economico. Ci sono però differenze importanti e ne evidenzierò alcune.

La prima distinzione tra i prezzi è da cosa è costruito il tubo: il quarzo ovviamente costa più del borosilicato. Perché un chimico dovrebbe mai usare il quarzo più costoso? Puoi riscaldare / raffreddare il quarzo più velocemente (utile per gli studi termici), il taglio UV è inferiore (pensa a 190 nm contro 320 nm), il che è importante per la fotolisi, puoi lavorare con il quarzo a temperature più elevate ( intorno ai 1300 ° C invece di 250 ° C) e la purezza del quarzo è meglio controllata rispetto al tipico Pyrex. Ci sono diversi gradi di quarzo, fuso e sintetico, e ci sono diversi gradi di borosilicato, come il Pyrex di alta qualità o la Classe B di qualità inferiore, ognuno ha i suoi limiti per quanto riguarda la purezza e così via.

Altri tre parametri importanti che hanno a che fare con la produzione del tubo sono: concentricità, campanatura e spessore della parete. Le provette di qualità inferiore tenderanno ad avere meno precisione e accuratezza su ciascuno di questi parametri e di conseguenza il campione potrebbe oscillare durante la rotazione (introducendo problemi come le bande laterali di modulazione). Un tubo particolarmente difettoso può colpire le bobine RF e causare danni alla sonda nel tempo lentamente o rapidamente se ignora qualsiasi standard ragionevole - ancora più evidente per un tubo a questo livello di "qualità" è che potrebbe essere più facile rompersi mentre acquisire il vostro campione e dovremmo essere tutti consapevoli di quanto sia divertente per tutte le persone coinvolte.

Lo shimming può trattare le impurità presenti nel vetro (come l'ossido ferrico) e le impurità aumentate nel vetro / le disomogeneità comportare un tempo più lungo per ottenere un buon spessore Il tempo è denaro.

Molte di queste cose hanno tolleranze inferiori in esperimenti più complessi e in campi più elevati. Dipende davvero dal tuo particolare esperimento e da ciò che speri di ottenere da esso.

Davvero una bella risposta. Mi chiedevo se potessi commentare se è possibile che gli adsorbiti contaminino quasi permanentemente i tubi e se esistono tubi con rivestimenti superficiali per specie reattive? (solo interesse casuale)
È del tutto possibile ed è qualcosa da considerare seriamente quando si esegue l'analisi delle tracce, ad esempio ferro, argento, indio, uranio, cobalto, rubidio si adsorbiranno nel pyrex in quantità variabili. Questi sono solitamente cambiamenti di ppm e sarei sorpreso se NMR fosse abbastanza sensibile. Per i casi in cui il vetro è incompatibile, vai ai fluoropolimeri.
Non sono d'accordo con la tua affermazione che lo spessoramento può trattare le impurità paramagnetiche nel bicchiere. Queste impurità creerebbero forti gradienti _locali_, che saranno impossibili da eliminare. Inoltre, utilizzando un moderno sistema di spessoramento a gradiente, la durata della routine di spessoramento non è così gravemente influenzata.
la qualità complessiva dello shimming è certamente ridotta con una crescente impurità delle specie paramagnetiche, ma mi aspetto che le impurità di interesse non siano aggregate e ampiamente distribuite in modo omogeneo in tutto il tubo NMR. Tuttavia non sono un esperto in NMR. Ho già utilizzato queste nuove tecniche per acquisire spettri NMR 1D 1H, ma i chimici sintetici che conosco (molti sono inorganici) stanno lontani da queste tecniche di auto-shimming.
#2
+10
GorillaPatch
2012-05-22 02:08:01 UTC
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Ci sono altri aspetti riguardanti i tubi NMR. Oltre alla precisione dello spessore della parete e della concentricità, il materiale stesso può essere di grande importanza.

1 H e 13 C-NMR

Il vetro borsilicato (pyrex) andrà bene per le applicazioni standard. Per misurazioni ad alto rendimento, questi tubi NMR classificati per 400 MHz possono essere smaltiti dopo l'uso evitando qualsiasi contaminazione incrociata. Questi tubi non hanno di fatto alcun segnale di fondo per questi nuclei. Tubi di buona qualità classificati a 400 MHz possono essere utilizzati anche su macchine a campo più alto, tuttavia bisogna essere consapevoli che può verificarsi una certa degradazione nella qualità del segnale. Questo deve essere controllato in modo incrociato con tubi di qualità superiore.

29 Si-NMR

In questo caso sia i tubi di borsilicato che di quarzo produrranno una gobba di vetro, un segnale ampio che risuona nella posizione in cui si trovano tipicamente i gruppi Q. Una possibile soluzione è l'uso di rivestimenti in PTFE (teflon), che sono tubi di plastica. Tuttavia, bisogna essere consapevoli che la testa della sonda stessa contiene tubi al quarzo che sono incorporati per supportare le bobine RF. Solo la modifica del materiale del tubo potrebbe comunque portare a un segnale di fondo significativo.

Inoltre, è necessario prestare particolare attenzione alle sonde dotate di gradiente poiché il gruppo del gradiente può contenere anche silicio.

Cambiare il tubo NMR può aiutare, tuttavia vale la pena misurare solo la sonda vuota per avere un'idea di quanto sia grande lo sfondo del tubo.

Ci sono mezzi spettroscopici per sopprimere almeno parzialmente questi sfondo segnali come filtri di rilassamento o utilizzando una sequenza DEPTH.

E per qualche motivo, se è necessario eseguire l'NMR del boro, utilizzare i tubi al quarzo è una buona idea ... http://chem.ch.huji.ac.il/nmr/techniques/1d/row2/b.html
La bobina sulla sonda è solitamente fissata su un tubo di vetro borosilicato (duran / pyrex), che apparirà anche nel tuo spettro. Bruker ti venderà volentieri una sonda priva di boro, tuttavia. ;)
Secondo Bruker il supporto della bobina è in quarzo. Almeno nelle recenti indagini.
#3
+3
Karl
2016-05-06 18:06:27 UTC
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I tubi costosi sono garantiti per essere cilindrici simmetrici. Questo è molto importante per lo spessoramento, perché altrimenti le differenze di suscettibilità tra aria, vetro e solvente produrranno gradienti locali * difficili da spessorare (cioè è necessario un accurato re-shim per ogni campione).

Questo veniva parzialmente neutralizzato dalla rotazione, ma le sonde moderne non fanno più girare il campione, inoltre questo ti dava bande laterali rotanti.

La costosa "frequenza alta" si suppone che i tubi siano fatti di vetro di qualità superiore, che è più omogeneo e ha una suscettibilità bassa e costante. Non so se sia vero o se faccia davvero la differenza.

Non asciugare i tuoi costosi tubi nel forno in piedi inclinati in un becher a 200 ° C! Il vetro sottile si piega molto rapidamente.

(* Se il tubo del campione non è troppo pieno e si trova all'altezza corretta nella sonda, si otterranno molto effetti di cattiva suscettibilità dalla parte superiore e la parte inferiore del campione. Vedi ad esempio Olivier Buu, J Mag Res 257, 2015)



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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