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一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法技术

技术编号:20093718 阅读:16 留言:0更新日期:2019-01-15 12:45
本发明专利技术提供了一种测量特定氢核氢‑氢耦合常数的核磁共振多维谱方法,首先施加一个选择性90度软脉冲,同时施加一个Z方向的磁场梯度;然后施加完美回波模块,完美回波的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的Z方向磁场梯度。然后在完美回波的第二个回波中第一个t1/2演化时间后加入S核的180度软脉冲,从而保留S核的J耦合信息。在第二个t1/2后也加入S核的180度软脉冲,用于补偿相位扭曲。与N型序列对应的R型序列则是在第二个回波中将选择S核的180软脉冲分别加在第二个回波中的两个t1/2演化时间前。最后将N型谱和沿间接维翻转的R型谱相加,得到相敏的二维谱,对应的J耦合常数就可以从间接维上的峰的分裂中测量得到。

A Multidimensional NMR Spectroscopic Method for Measuring the Hydrogen-Hydrogen Coupling Constants of Specific Hydrogen Nuclei

The present invention provides a multi-dimensional NMR spectrum method for measuring the hydrogen-hydrogen coupling constant of a specific hydrogen nucleus. Firstly, a selective 90-degree soft pulse is applied and a Z-direction magnetic field gradient is applied at the same time. Then, a perfect echo module is applied, and a Z-direction magnetic field gradient is applied on both sides of the selective 180-degree soft pulse with the same intensity and direction. Then the 180 degree soft pulse of S core is added after the first t1/2 evolution time in the second perfect echo, thus retaining the J-coupling information of S core. After the second t1/2, 180 degree soft pulses of S core are added to compensate for phase distortion. The R-type sequence corresponding to the N-type sequence adds 180 soft pulses of S core to the second echo before the two t1/2 evolution times of the second echo respectively. Finally, the N-type spectrum and the R-type spectrum reversed along the indirect dimension are added together to obtain the phase-sensitive two-dimensional spectrum, and the corresponding J-coupling constant can be measured from the splitting of peaks on the indirect dimension.

【技术实现步骤摘要】
一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法
本专利技术涉及核磁共振多维谱方法,尤其涉及一种可准确测量分子中特定氢核的氢-氢J耦合常数的核磁共振多维谱的方法。
技术介绍
自旋核和自旋核之间的相互作用是核磁共振谱图中的一个主要信息,其反映着有机结构的信息,特别是立体结构化学的信息。其中,氢-氢间的三键J耦合,因为其耦合常数与由三键所形成的二面角有关,所以被广泛用于分子构象的研究。但是,氢-氢之间的耦合常数往往比较难于从简单的一维氢谱中测量出来,因为狭窄的化学位移分布、复杂的裂峰模式以及较大的谱峰线宽经常让J耦合无法被分辨出来。DenisMerlet提出一种基于ZS模块的G-SERF方法(Giraud,N.,L.Beguin,J.Courtieu,andD.Merlet.2010.Nuclearmagneticresonanceusingaspatialfrequencyencoding:applicationtoJ-editedspectroscopyalongthesample.AngewChemIntEdEngl49(20):3481-3484.),这种方法可用于解析某个感兴趣氢原子的J耦合网络,并测量与该氢原子相关的所有J耦合常数,从而极大的方便了氢-氢J耦合常数的测量。但是,这种方法是基于ZS去耦模块的,所以信号的强度受到选择性脉冲的带宽影响。从而得到的谱图往往信号强度极弱,导致谱图分辨率低,影响J耦合常数的测量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种信号强度较强的核磁共振方法。使用该方法解析分子中特定氢核的氢-氢J耦合常数时更加精确。为了解决上述的技术问题,本专利技术提供的一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法,包括如下步骤:1)采集样品的核磁共振一维谱;2)测量样品的90度硬脉冲的脉冲宽度;3)确定需要测量的氢核,并记为S核;4)以需要测量的S核在氢谱中的频率作为S核的180度软脉冲的激发中心,根据要分析的氢核与相邻信号的间隔确定S核的180度软脉冲的脉冲宽度,测量S核的180度软脉冲的功率和时间;5)以需要分析的氢谱谱宽中心频率作为软脉冲的激发中心,根据要分析的氢谱的谱峰间隔确定选择性90度软脉冲的脉冲宽度和完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的脉冲宽度,测量完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的功率和时间;6)确定空间编码梯度GZ,要满足γ*GZ*L>SW1D,其中γ是氢核的旋磁比,L是样品的可检测长度,SW1D是样品一维氢谱的谱宽;7)确定相干选择梯度G1的大小;8)设置间接维谱宽;9)确定间接维采样点数ni;10)进行N型序列的采样:首先施加一个选择性90度软脉冲,同时施加一个Z方向的磁场梯度;然后施加完美回波模块,完美回波模块中的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的Z方向磁场梯度;在完美回波模块的第二个回波中第一个t1/2演化时间后加入S核的180度软脉冲;在第二个t1/2后也加入S核的180度软脉冲;t1指间接维演化时间;11)进行R型序列的采样:首先施加一个选择性90度软脉冲,同时施加一个Z方向的磁场梯度;然后施加完美回波模块,完美回波模块中的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的Z方向磁场梯度;12)将两次采样得到的N型谱图和沿间接维翻转的R型谱图相加,得到相敏的二维谱,从间接维的裂峰测得相应的J耦合常数。在一较佳实施例中:所述间接维采样点数ni是根据间接维所需的数字分辨率来确定的,ni=SW1/ν1,其中ν1是间接维数字分辨率,SW1是间接维谱宽。在一较佳实施例中:对于不同的耦合系统,根据相互耦合的氢核之间的化学位移差,选择不同带宽的选择性90度软脉冲和选择性180度软脉冲。相较于现有技术,本专利技术的技术方案具有以下有益效果:1、本专利技术提供的一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法,得到的谱图信号更强;2,本专利技术提供的一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法,更适用于强耦合体系。附图说明图1a为测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法的N型脉冲序列图。图1b为测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法的R型脉冲序列图。图2为碳酸亚丙烯脂的核磁共振一维谱。图3为对应于H1的耦合网络N型和沿间接维进行翻转后的R型谱图相加的核磁共振二维谱。具体实施方式下文结合附图和实施例,对本专利技术做进一步说明:参考图1a、图1b和图2,一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法,包括如下步骤:1)采集样品的核磁共振一维谱;2)测量样品的90度硬脉冲的脉冲宽度;3)确定需要测量的氢核,并记为S核;4)以需要测量的S核在氢谱中的频率作为S核的180度软脉冲的激发中心,根据要分析的氢核与相邻信号的间隔确定S核的180度软脉冲的脉冲宽度,测量S核的180度软脉冲的功率和时间;5)以需要分析的氢谱谱宽中心频率作为软脉冲的激发中心,根据要分析的氢谱的谱峰间隔确定选择性90度软脉冲的脉冲宽度和完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的脉冲宽度,测量完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的功率和时间;6)确定空间编码梯度GZ,要满足γ*GZ*L>SW1D,其中γ是氢核的旋磁比,L是样品的可检测长度,SW1D是样品一维氢谱的谱宽;7)确定相干选择梯度G1的大小;8)设置间接维谱宽;9)确定间接维采样点数ni;所述间接维采样点数ni是根据间接维所需的数字分辨率来确定的,ni=SW1/ν1,其中ν1是间接维数字分辨率,SW1是间接维谱宽;10)进行N型序列的采样:首先施加一个选择性90度软脉冲,同时施加一个Z方向的磁场梯度,这样该选择性90度软脉冲在不同的空间位置,将不同核的磁化矢量从Z方向旋转到XY平面;然后施加完美回波模块,完美回波模块中的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的Z方向磁场梯度,用于散相不需要的信号;在完美回波模块的第二个回波中第一个t1/2演化时间后加入S核的180度软脉冲;从而保留S核的J耦合信息;在第二个t1/2后也加入S核的180度软脉冲,用于补偿相位扭曲;t1指间接维演化时间;11)进行R型序列的采样:首先施加一个选择性90度软脉冲,同时施加一个Z方向的磁场梯度;然后施加完美回波模块,完美回波模块中的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的Z方向磁场梯度;12)将两次采样得到的N型谱图和沿间接维翻转的R型谱图相加,得到相敏的二维谱,从间接维的裂峰测得相应的J耦合常数。对于不同的耦合系统,根据相互耦合的氢核之间的化学位移差,选择不同带宽的选择性90度软脉冲和选择性180度软脉冲根据上述的方法进行具体的操作如下:本实施例使用配备z方向梯度场的Varian500MHz核磁共振谱仪,样品为500mmol/L碳酸亚丙烯脂溶于氘代氯仿的溶液,使用的是如图1a和图1b所示的脉冲序列。步骤一:采集一张样品的核磁共振一维氢谱,如图2所示;步骤二:测量样品的90度硬脉冲的脉冲宽度,为10.2μs;步骤三:确定需要分析的氢核的范围,这里我们选择处于1.2ppm到5.1ppm的氢核为需要分析的对象,并将其记为S核;步骤四:确定要研究的S核为H1,设置S核的180度软脉冲激发中心为4.86ppm,脉冲宽度为17m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量特定氢核氢‑氢耦合常数的核磁共振多维谱方法,其特征在于包括如下步骤:1)采集样品的核磁共振一维谱;2)测量样品的90度硬脉冲的脉冲宽度;3)确定需要测量的氢核,并记为S核;4)以需要测量的S核在氢谱中的频率作为S核的180度软脉冲的激发中心,根据要分析的氢核与相邻信号的间隔确定S核的180度软脉冲的脉冲宽度,测量S核的180度软脉冲的功率和时间;5)以需要分析的氢谱谱宽中心频率作为软脉冲的激发中心,根据要分析的氢谱的谱峰间隔确定选择性90度软脉冲的脉冲宽度和完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的脉冲宽度,测量完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的功率和时间;6)确定空间编码梯度GZ,要满足γ*GZ*L>SW1D,其中γ是氢核的旋磁比,L是样品的可检测长度,SW1D是样品一维氢谱的谱宽;7)确定相干选择梯度G1的大小;8)设置间接维谱宽;9)确定间接维采样点数ni;10)进行N型序列的采样:首先施加一个选择性90度软脉冲,同时施加一个Z方向的磁场梯度;然后施加完美回波模块,完美回波模块中的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的Z方向磁场梯度;在完美回波模块的第二个回波中第一个t1/2演化时间后加入S核的180度软脉冲;在第二个t1/2后也加入S核的180度软脉冲;t1指间接维演化时间;11)进行R型序列的采样:首先施加一个选择性90度软脉冲,同时施加一个Z方向的磁场梯度;然后施加完美回波模块,完美回波模块中的选择性180度软脉冲两边施加强度、方向相同的Z方向磁场梯度;12)将两次采样得到的N型谱图和沿间接维翻转的R型谱图相加,得到相敏的二维谱,从间接维的裂峰测得相应的J耦合常数。...

【技术特征摘要】
1.一种测量特定氢核氢-氢耦合常数的核磁共振多维谱方法,其特征在于包括如下步骤:1)采集样品的核磁共振一维谱;2)测量样品的90度硬脉冲的脉冲宽度;3)确定需要测量的氢核,并记为S核;4)以需要测量的S核在氢谱中的频率作为S核的180度软脉冲的激发中心,根据要分析的氢核与相邻信号的间隔确定S核的180度软脉冲的脉冲宽度,测量S核的180度软脉冲的功率和时间;5)以需要分析的氢谱谱宽中心频率作为软脉冲的激发中心,根据要分析的氢谱的谱峰间隔确定选择性90度软脉冲的脉冲宽度和完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的脉冲宽度,测量完美回波去耦模块中选择性180度脉冲的功率和时间;6)确定空间编码梯度GZ,要满足γ*GZ*L>SW1D,其中γ是氢核的旋磁比,L是样品的可检测长度,SW1D是样品一维氢谱的谱宽;7)确定相干选择梯度G1的大小;8)设置间接维谱宽;9)确定间接维采样点数ni;10)进行N型序列的采样:首先施加一个选择性90度软脉冲,同时施加一个Z方向的磁场梯度;然后施加完美回波模块,完美回波模块中...

【专利技术属性】
技术研发人员:林雁勤詹超群曾庆陈金永陈忠
申请(专利权)人:厦门大学
类型:发明
国别省市:福建,35

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