Спектроскопия ядерного магнитного резонанса

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) – явление резонансного поглощения радиочастотной электромагнитной энергии веществом с
ненулевыми магнитными моментами ядер, находящимся во внешнем постоянном магнитном поле. Ненулевым ядерным магнитным
моментом обладают ядра 1Н, 2Н, 13С, 14N, 15N, 19F, 29Si, 31P и др. ЯМР обычно наблюдается в однородном постоянном магнитном поле В0,
на которое накладывается слабое радиочастотное поле В1 перпендикулярное полю В0. Для веществ, у которых ядерный спин I = 1/2 (1Н, 2Н,
13С, 14N, 15N, 19F, 29Si, 31P и др.), в поле В0 возможны две ориентации магнитного дипольного момента ядра "по полю" и "против поля".
Возникающие два уровня энергии Е за счет взаимодействия магнитного момента ядра с полем В0 разделены интервалом.
Применение все более сильных магнитных полей (до 14 Тл в серийных приборах и до 19 Тл в экспериментальных установках)
обеспечивает возможность полного определения структуры белковых молекул в растворах, экспресс-анализа биологических жидкостей
(концентрации эндогенных метаболитов в крови, моче, лимфе, спинномозговой жидкости), контроля качества новых полимерных
материалов. При этом применяют многочисленные варианты многоквантовых и многомерных фурье-спектроскопических методик.
Цель данной работы – рассмотреть метод ядерного магнитного резонанса.
Задачи:
выявить сущность ЯМР;
рассмотреть спектроскопию ЯМР;
выявить параметры спектров ЯМР.

Спектроскопия ЯМР относится к неразрушающим методам анализа. Современная импульсная ЯМР фурье-спектроскопия позволяет
вести анализ по 80 магнитным ядрам. ЯМР спектроскопия - один из основных физико-химических методов анализа, ее данные используют
для однозначной идентификации как промежуточных продуктов химических раекций, так и целевых веществ.
Помимо структурных отнесений и количественного анализа, спектроскопия ЯМР приносит информацию о конформационных
равновесиях, диффузии атомов и молекул в твердых телах, внутренних движениях, водородных связях и ассоциации в жидкостях,
металлo- и прототропии, упорядоченности и распределении звеньев в полимерных цепях, адсорбции веществ, электронной структуре
ионных кристаллов, жидких кристаллов и др.
Спектроскопия ЯМР - источник информации о структуре биополимеров, в т. ч. белковых молекул в растворах, сопоставимой по
достоверности с данными рентгеноструктурного анализа.
В 80-е гг. началось бурное внедрение методов спектроскопии и томографии ЯМР в медицину для диагностики сложных заболеваний
и при диспансеризации населения.
Число и положение линий в спектрах ЯМР однозначно характеризуют все фракции сырой нефти, синтетических каучуков,
пластмасс, сланцев, углей, лекарств, препаратов, продукции химической и фармацевтической промышленности и др.
Интенсивность и ширина линии ЯМР воды или масла позволяют с высокой точностью измерять влажность и масличность семян,
сохранность зерна. При отстройке от сигналов воды можно регистрировать содержание клейковины в каждом зерне, что так же, как и анализ
масличности, позволяет вести ускоренную селекцию с.-х. культур.