مطيافية الرنين المغناطيسي النووي

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة
جهاز رنين مغناطيسي نووي بتردد 900  ميجاهرتز مزود بمغناطيس بقوة 21.1 تسلا في مركز HWB-NMR ، برمنغهام، المملكة المتحدة 

مطيافية الرنين المغناطيسي النووي ، والمعروفة اختصارًا بمطيافية الرنين المغناطيسي النووي (NMR) أو مطيافية الرنين المغناطيسي ( MRS )، هي تقنية طيفية تعتمد على إعادة توجيه نوى الذرات ذات اللف المغزلي النووي غير الصفري في مجال مغناطيسي خارجي. تحدث إعادة التوجيه هذه بامتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق الترددات الراديوية من 4 إلى 900  ميجاهرتز تقريبًا، والذي يعتمد على التركيب النظائري للنواة ويزداد تناسبًا مع شدة المجال المغناطيسي الخارجي. [ 1 ] ومن الجدير بالذكر أن تردد الرنين لكل نواة نشطة في الرنين المغناطيسي النووي يعتمد على بيئتها الكيميائية. ونتيجة لذلك، توفر أطياف الرنين المغناطيسي النووي معلومات حول المجموعات الوظيفية الفردية الموجودة في العينة، بالإضافة إلى الروابط بين النوى المتجاورة في الجزيء نفسه. ونظرًا لأن أطياف الرنين المغناطيسي النووي فريدة أو مميزة للغاية للمركبات والمجموعات الوظيفية الفردية ، فإن مطيافية الرنين المغناطيسي النووي تُعد من أهم الطرق لتحديد البنى الجزيئية، وخاصة المركبات العضوية .

يتضمن مبدأ الرنين النووي المغناطيسي عادةً ثلاث خطوات متسلسلة:

  1. محاذاة (استقطاب) اللف المغزلي النووي المغناطيسي في مجال مغناطيسي ثابت مطبق B 0 .
  2. اضطراب هذا التراصف للدوران النووي بواسطة مجال مغناطيسي متذبذب ضعيف، ويشار إليه عادة باسم نبضة الترددات الراديوية (RF).
  3. الكشف عن الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من نوى العينة وتحليلها نتيجة لهذا الاضطراب.

وبالمثل، يستخدم علماء الكيمياء الحيوية تقنية الرنين المغناطيسي النووي لتحديد البروتينات والجزيئات المعقدة الأخرى. وإلى جانب التحديد، توفر مطيافية الرنين المغناطيسي النووي معلومات تفصيلية حول بنية الجزيئات وديناميكيتها وحالة تفاعلها وبيئتها الكيميائية. ومن أكثر أنواع الرنين المغناطيسي النووي شيوعًا مطيافية البروتون ومطيافية الكربون-13 ، ولكنها قابلة للتطبيق على أي نوع من العينات التي تحتوي على نوى ذات دوران مغزلي .

تتميز أطياف الرنين النووي المغناطيسي (NMR) بفرادتها ووضوحها وسهولة تحليلها، وغالبًا ما تكون قابلة للتنبؤ بدرجة عالية بالنسبة للجزيئات الصغيرة . ويمكن التمييز بوضوح بين المجموعات الوظيفية المختلفة، كما أن المجموعات الوظيفية المتطابقة ذات البدائل المجاورة المختلفة تعطي إشارات مميزة. وقد حلّ الرنين النووي المغناطيسي إلى حد كبير محل اختبارات الكيمياء الرطبة التقليدية، مثل الكواشف اللونية أو تقنيات الاستشراب التقليدية، في تحديد الهوية.

أبرز عيوب مطيافية الرنين النووي المغناطيسي (NMR) هو ضعف حساسيتها (مقارنةً بأساليب التحليل الأخرى، مثل مطيافية الكتلة ). عادةً ما  يتطلب الأمر من 2 إلى 50 ملغ من المادة لتسجيل طيف NMR بجودة مقبولة. تتميز هذه الطريقة بأنها غير مُتلفة، مما يسمح باستعادة المادة. وللحصول على أطياف NMR عالية الدقة، تُذاب المواد الصلبة عادةً لتكوين محاليل سائلة، مع العلم أن مطيافية NMR في الحالة الصلبة ممكنة أيضاً.

يتميز نطاق الرنين النووي المغناطيسي بطوله النسبي، مما يجعله غير مناسب لرصد الظواهر السريعة، إذ ينتج طيفًا متوسطًا فقط. ورغم ظهور كميات كبيرة من الشوائب في طيف الرنين النووي المغناطيسي، إلا أن هناك طرقًا أفضل للكشف عنها، نظرًا لانخفاض حساسية الرنين النووي المغناطيسي بطبيعته، وإن كانت حساسيته تزداد عند الترددات العالية. 

يُعدّ التحليل الطيفي الارتباطي تطورًا للرنين النووي المغناطيسي التقليدي. في الرنين النووي المغناطيسي ثنائي الأبعاد ، يتركز الانبعاث حول تردد واحد، وتُلاحَظ رنينات مترابطة. يسمح هذا بتحديد البدائل المجاورة للمجموعة الوظيفية المرصودة، مما يُتيح تحديد الرنينات بدقة. توجد أيضًا طرق ثلاثية ورباعية الأبعاد أكثر تعقيدًا، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من الطرق المصممة لكبح أو تضخيم أنواع معينة من الرنينات. في التحليل الطيفي لتأثير أوفرهاوزر النووي (NOE)، يُلاحَظ استرخاء الرنينات. وبما أن تأثير أوفرهاوزر النووي يعتمد على قرب النوى، فإن قياس تأثير أوفرهاوزر النووي لكل نواة يسمح ببناء نموذج ثلاثي الأبعاد للجزيء.

رسم توضيحي لمغناطيس الرنين النووي المغناطيسي يظهر بنيته: درع الإشعاع، غرفة التفريغ، وعاء النيتروجين السائل، وعاء الهيليوم السائل، والحشوات المبردة . [ 2 ]

تُعدّ أجهزة مطياف الرنين النووي المغناطيسي باهظة الثمن نسبيًا؛ وعادةً ما تمتلكها الجامعات، لكنها أقل شيوعًا في الشركات الخاصة. بين عامي 2000 و2015، تراوحت تكلفة جهاز مطياف الرنين النووي المغناطيسي بين 0.5 و5  ملايين دولار أمريكي . [ 3 ] [ 4 ] تحتوي أجهزة مطياف الرنين النووي المغناطيسي الحديثة على مغناطيس فائق التوصيل قوي جدًا وكبير الحجم وباهظ الثمن، مُبرّد بالهيليوم السائل ، لأن الدقة تعتمد بشكل مباشر على شدة المجال المغناطيسي. كما يُحسّن المجال المغناطيسي العالي حساسية مطيافية الرنين النووي المغناطيسي، والتي تعتمد على الفرق في كثافة الإلكترونات بين مستويي الطاقة النوويين، والذي يزداد بشكل أُسّي مع شدة المجال المغناطيسي. 

تتوفر أيضًا أجهزة أقل تكلفة تستخدم مغناطيسًا دائمًا ودقة أقل، إلا أنها توفر أداءً كافيًا لبعض التطبيقات مثل مراقبة التفاعلات والفحص السريع للعينات. بل توجد أيضًا أجهزة مطياف الرنين المغناطيسي النووي المكتبية . ويمكن رصد أطياف الرنين المغناطيسي النووي للبروتونات ( نوى 1H ) حتى في المجال المغناطيسي للأرض . ينتج عن الرنين المغناطيسي النووي منخفض الدقة قممًا أعرض، والتي يمكن أن تتداخل بسهولة، مما يُسبب مشاكل في فصل التراكيب المعقدة. ويؤدي استخدام مجالات مغناطيسية أقوى إلى حساسية أفضل ودقة أعلى للقمم، وهو ما يُفضل استخدامه لأغراض البحث. [ 5 ]

تاريخ

يُنسب الفضل في اكتشاف الرنين المغناطيسي النووي إلى إيزيدور إسحاق رابي ، الذي نال جائزة نوبل في الفيزياء عام 1944. [ 6 ] طوّر فريق بورسيل في جامعة هارفارد وفريق بلوخ في جامعة ستانفورد بشكل مستقل مطيافية الرنين المغناطيسي النووي في أواخر الأربعينيات وأوائل الخمسينيات. وتقاسم إدوارد ميلز بورسيل وفيليكس بلوخ جائزة نوبل في الفيزياء عام 1952 لاختراعاتهما. [ 7 ]

معايير النشاط في الرنين النووي المغناطيسي

يُعدّ العدد الكمي للدوران النووي ( I ) العاملَ الرئيسي المُحدِّد لنشاط الرنين المغناطيسي النووي في نوى الذرات . تُشبه هذه الخاصية الكمية الذاتية " دوران " الذرة، وهي تُحدِّد الزخم الزاوي للنواة. ولكي تكون النواة نشطة في الرنين المغناطيسي النووي، يجب أن يكون لها دوران نووي غير صفري ( I ≠ 0). [ 8 ] هذا الدوران غير الصفري هو ما يُمكِّن النوى من التفاعل مع المجالات المغناطيسية الخارجية وإظهار إشارات في الرنين المغناطيسي النووي. تُظهر الذرات التي يكون مجموع عدد البروتونات والنيوترونات فيها فرديًا قيمًا نصف صحيحة للعدد الكمي للدوران النووي ( I = 1/2، 3/2، 5/2، وهكذا). وتكون هذه الذرات نشطة في الرنين المغناطيسي النووي لأنها تمتلك دورانًا نوويًا غير صفري. أما الذرات التي يكون مجموع عدد البروتونات فيها زوجيًا، ولكن عدد البروتونات والنيوترونات فيها فردي، فتُظهر دورانات نووية صحيحة ( I = 1، 2، 3، وهكذا). في المقابل، تمتلك الذرات التي تحتوي على عدد زوجي من البروتونات والنيوترونات عددًا كميًا دورانيًا نوويًا يساوي صفرًا ( I = 0)، وبالتالي فهي غير نشطة في الرنين المغناطيسي النووي. [ 9 ] تُعد النوى النشطة في الرنين المغناطيسي النووي، وخاصة تلك التي تمتلك عددًا كميًا دورانيًا يساوي 1/2، ذات أهمية بالغة في مطيافية الرنين المغناطيسي النووي. ومن الأمثلة على ذلك: 1H ، و13 C، و 15 N، و 31 P. [ 10 ]

الجوانب الرئيسية لتقنيات الرنين النووي المغناطيسي

التردد الرنيني

عند وضع النوى النشطة في الرنين المغناطيسي النووي (مثل الهيدروجين -1 أو الكربون -13 ) في مجال مغناطيسي، فإنها تمتص الإشعاع الكهرومغناطيسي بتردد مميز للنظير . [ 11 ] يتناسب تردد الرنين وطاقة الإشعاع الممتص وشدة الإشارة طرديًا مع قوة المجال المغناطيسي. على سبيل المثال، في مجال مغناطيسي شدته 21 تسلا ، ترن نوى الهيدروجين ( البروتونات  ) عند 900 ميجاهرتز. من الشائع الإشارة إلى  مغناطيس 21 تسلا بمغناطيس 900 ميجاهرتز ، لأن الهيدروجين هو النواة الأكثر شيوعًا في الكشف. مع ذلك، سترن النوى المختلفة بترددات مختلفة عند هذه الشدة المغناطيسية بما يتناسب مع عزمها المغناطيسي النووي . 

معالجة العينات

يتم تحضير عينة الرنين المغناطيسي النووي في أنبوب زجاجي رقيق الجدران - أنبوب الرنين المغناطيسي النووي . 

يتكون مطياف الرنين النووي المغناطيسي عادةً من حامل عينة دوار داخل مغناطيس قوي جدًا، وباعث ترددات راديوية، ومستقبل مزود بمسبار (مجموعة هوائيات) يوضع داخل المغناطيس ليحيط بالعينة، بالإضافة إلى ملفات تدرج اختيارية لقياسات الانتشار، ووحدة إلكترونية للتحكم في النظام. عادةً ما يكون تدوير العينة ضروريًا لتقليل تأثير حركة الانتشار، إلا أن بعض التجارب تتطلب عينة ثابتة عندما تكون حركة المحلول متغيرًا مهمًا. على سبيل المثال، تُجرى قياسات ثوابت الانتشار ( مطيافية الانتشار المرتب أو DOSY) [ 12 ] [ 13 ] باستخدام عينة ثابتة مع إيقاف الدوران، ويمكن استخدام خلايا التدفق للتحليل المباشر لتدفقات العمليات.

المذيبات المُدَوتَرة

تشكل جزيئات المذيب الغالبية العظمى من الجزيئات في المحلول، ومعظم المذيبات العادية هي هيدروكربونات ، وبالتالي تحتوي على نوى هيدروجين-1 نشطة في الرنين المغناطيسي النووي. ولتجنب تداخل إشارات ذرات الهيدروجين في المذيب مع التجربة وتحليل المادة المذابة، تُستخدم مذيبات مُدَوتَرة حيث يُستبدل أكثر من 99% من البروتونات بالديوتيريوم (هيدروجين-2). [ 14 ] يُعدّ الكلوروفورم المُدَوتَر (CDCl3 ) أكثر المذيبات المُدَوتَرة استخدامًا ، مع إمكانية استخدام مذيبات أخرى لأسباب مختلفة، مثل ذوبانية العينة، أو الرغبة في التحكم في الروابط الهيدروجينية ، أو درجات الانصهار أو الغليان. تتغير الإزاحات الكيميائية للجزيء بشكل طفيف بين المذيبات، ولذلك يُذكر المذيب المستخدم دائمًا تقريبًا مع الإزاحات الكيميائية. غالبًا ما تتم معايرة أطياف الرنين النووي المغناطيسي للبروتون مقابل قمة البروتون المتبقية المعروفة للمذيب [ 15 ] كمعيار داخلي بدلاً من إضافة رباعي ميثيل سيلان (TMS)، والذي يُعرف تقليديًا بأنه ذو إزاحة كيميائية تساوي صفرًا. [ 16 ]

قم بضبط الحشوة وتثبيتها

للكشف عن الانزياحات الترددية الصغيرة جدًا الناتجة عن الرنين المغناطيسي النووي، يجب أن يكون المجال المغناطيسي المُطبق متجانسًا للغاية في جميع أنحاء حجم العينة. تستخدم مطيافات الرنين المغناطيسي النووي عالية الدقة مُعدِّلات التردد لضبط تجانس المجال المغناطيسي إلى أجزاء في المليار ( ppb ) في حجم بضعة سنتيمترات مكعبة. وللكشف عن عدم التجانس والانحراف في المجال المغناطيسي والتعويض عنهما، يُحافظ المطياف على "قفل" تردد الديوتيريوم في المذيب باستخدام وحدة قفل منفصلة، ​​وهي عبارة عن مُرسِل إضافي ومعالج ترددات لاسلكية مُضبوط على نواة القفل (الديوتيريوم) بدلاً من نوى العينة المراد تحليلها. [ 17 ] في مطيافات الرنين المغناطيسي النووي الحديثة، يتم ضبط مُعدِّل التردد تلقائيًا، مع ذلك، في بعض الحالات، يتعين على المُشغِّل تحسين معلمات مُعدِّل التردد يدويًا للحصول على أفضل دقة ممكنة. [ 17 ] [ 18 ]

الحصول على الأطياف

عند إثارة العينة بنبضة تردد راديوي (60-1000  ميجاهرتز)، نحصل على استجابة رنين مغناطيسي نووي تُعرف باسم اضمحلال الحث الحر ( FID) . هذه الإشارة ضعيفة جدًا وتتطلب أجهزة استقبال راديوية حساسة لالتقاطها. يُجرى تحويل فورييه لاستخراج طيف التردد من طيف اضمحلال الحث الحر الخام في المجال الزمني. يتميز طيف اضمحلال الحث الحر المنفرد بنسبة إشارة إلى ضوضاء منخفضة ، لكنها تتحسن بسهولة مع حساب متوسط ​​عمليات الاستحواذ المتكررة. يمكن الحصول على أطياف رنين مغناطيسي نووي جيدة للهيدروجين -1 (1H NMR) بـ 16 تكرارًا، وهو ما يستغرق دقائق معدودة. مع ذلك، بالنسبة للعناصر الأثقل من الهيدروجين، يكون زمن الاسترخاء طويلًا نسبيًا، على سبيل المثال حوالي 8 ثوانٍ للكربون -13 (13C ). لذا، قد يستغرق الحصول على أطياف كمية للعناصر الثقيلة وقتًا طويلًا، من عشرات الدقائق إلى ساعات.   

بعد النبضة، تُثار النوى، في المتوسط، بزاوية معينة بالنسبة للمجال المغناطيسي للمطياف. ويمكن التحكم في مدى الإثارة من خلال عرض النبضة، والذي يتراوح عادةً بين 3 و8  ميكروثانية للنبضة المثلى بزاوية 90 درجة. ويمكن تحديد عرض النبضة برسم شدة الإشارة (مع الإشارة) كدالة لعرض النبضة. ويتبع هذا الرسم منحنى جيبيًا ، وبالتالي تتغير إشارته عند عروض النبضات التي تُقابل نبضات بزاوية 180 درجة و360 درجة.

تعتمد أزمنة اضمحلال الإثارة، التي تُقاس عادةً بالثواني، على فعالية الاسترخاء، الذي يكون أسرع في النوى الأخف وفي المواد الصلبة، وأبطأ في النوى الأثقل وفي المحاليل، وقد يكون طويلاً جدًا في الغازات. إذا أُرسلت نبضة الإثارة الثانية قبل اكتمال الاسترخاء، فلن يكون متجه المغنطة المتوسط ​​قد اضمحل إلى الحالة الأرضية، مما يؤثر على قوة الإشارة بطريقة غير متوقعة. عمليًا، لا تتناسب مساحات الذروة مع القياس المتكافئ؛ إذ لا يمكن تمييز سوى وجود المجموعات الوظيفية، وليس كميتها. يمكن إجراء تجربة استعادة الانعكاس لتحديد زمن الاسترخاء، وبالتالي التأخير المطلوب بين النبضات. تُرسل نبضة 180°، وتأخير قابل للتعديل، ونبضة 90°. عندما تلغي نبضة 90° الإشارة تمامًا، يتوافق التأخير مع الوقت اللازم لاسترخاء 90°. [ 19 ] تُعد استعادة الانعكاس مفيدة للتجارب الكمية للكربون -13 والديوتيريوم -2 وغيرها من التجارب التي تستغرق وقتًا طويلاً.

التفسير الطيفي

تتميز إشارات الرنين النووي المغناطيسي عادةً بثلاثة متغيرات: الإزاحة الكيميائية، والاقتران الدوراني الدوراني، ووقت الاسترخاء.

التحول الكيميائي

مثال على الإزاحة الكيميائية: طيف الرنين النووي المغناطيسي لسداسي البوران B6H10 يظهر قممًا منزاحة في التردد، مما يعطي أدلة على التركيب الجزيئي (انقر لقراءة تفاصيل التفسير) .

يتناسب فرق الطاقة ΔE بين حالات الدوران النووي طرديًا مع المجال المغناطيسي ( تأثير زيمان ). كما يتأثر ΔE بالبيئة الإلكترونية للنواة، مما يُنتج ما يُعرف بالانزياح الكيميائي δ. أبسط أنواع رسوم NMR البيانية هي رسوم بيانية للانزياحات الكيميائية المختلفة للنوى المدروسة في الجزيء. غالبًا ما تُعبّر قيمة δ بدلالة "الحجب": فالنوى المحجوبة لها قيم ΔE أعلى . يُطلق على نطاق قيم δ اسم التشتت. وهو صغير نسبيًا لإشارات 1H ، ولكنه أكبر بكثير للنوى الأخرى. تُسجّل إشارات NMR نسبةً إلى إشارة مرجعية، عادةً ما تكون إشارة رباعي ميثيل السيلان (TMS ). بالإضافة إلى ذلك، ولأن توزيع إشارات NMR يعتمد على المجال، تُقسم هذه الترددات على تردد المطياف. ولكن، بما أننا نقسم هرتز على ميغاهرتز، فإن الناتج سيكون صغيرًا جدًا، ولذلك يُضرب في مليون. وبالتالي، تُعطي هذه العملية رقمًا مرجعيًا يُسمى "الإزاحة الكيميائية" بوحدة أجزاء في المليون. [ 20 ] توفر الإزاحة الكيميائية معلومات هيكلية.

يُطلق على تحويل الإزاحات الكيميائية (وثوابت الاقتران J، انظر أدناه) اسم تحديد الطيف. بالنسبة للمركبات العضوية غير المغناطيسية، يُعد تحديد أطياف الرنين النووي المغناطيسي للبروتون (1H ) والكربون -13 (13C) عملية معقدة للغاية نظرًا لتوافر قواعد البيانات الضخمة والأدوات الحسابية سهلة الاستخدام. بشكل عام، يمكن التنبؤ بالإزاحات الكيميائية للبروتونات بدرجة عالية، لأنها تُحدد بشكل أساسي بتأثيرات الحجب (كثافة الإلكترون). أما الإزاحات الكيميائية للعديد من النوى الأثقل فتتأثر بشدة بعوامل أخرى، بما في ذلك الحالات المثارة (المساهمة البارامغناطيسية في موتر الحجب). هذه المساهمة البارامغناطيسية، غير المرتبطة بالبارامغناطيسية ، لا تُخل فقط باتجاهات الإزاحات الكيميائية، مما يُعقد عملية التحديد، بل تُؤدي أيضًا إلى نطاقات إزاحة كيميائية واسعة جدًا. على سبيل المثال، تقع معظم إشارات الرنين النووي المغناطيسي للبروتون (1H ) لمعظم المركبات العضوية ضمن نطاق 15 جزءًا  في المليون. أما بالنسبة للرنين النووي المغناطيسي للفوسفور -31 (31P )، فيصل النطاق إلى مئات الأجزاء في المليون. [ 21 ]

في مطيافية الرنين النووي المغناطيسي البارامغناطيسي ، تكون العينات بارامغناطيسية، أي أنها تحتوي على إلكترونات غير مزدوجة. وتؤدي البارامغناطيسية إلى تنوع كبير في الإزاحات الكيميائية. في مطيافية الرنين النووي المغناطيسي للبروتون (1H NMR)، يمكن أن يمتد نطاق الإزاحة الكيميائية إلى آلاف الأجزاء في المليون. [ 22 ]

اقتران J

التعدديةنسبة الشدة
فانيلة (فانيلات)1
مزدوج (د)1:1
ثلاثية (t)1:2:1
الرباعي (q)1:3:3:1
خماسية1:4:6:4:1
سداسي1:5:10:10:5:1
سباعي1:6:15:20:15:6:1

تُستمد بعض أهم المعلومات لتحديد بنية طيف الرنين النووي المغناطيسي أحادي البعد من اقتران J، أو الاقتران القياسي (وهو حالة خاصة من اقتران اللف المغزلي )، بين النوى النشطة في الرنين النووي المغناطيسي. ينشأ هذا الاقتران من تفاعل حالات اللف المغزلي المختلفة عبر الروابط الكيميائية للجزيء، مما يؤدي إلى انقسام إشارات الرنين النووي المغناطيسي. بالنسبة للبروتون، يختلف المجال المغناطيسي المحلي قليلاً اعتمادًا على ما إذا كانت النواة المجاورة تشير نحو المجال المغناطيسي للمطياف أو عكسه، مما ينتج عنه إشارتان لكل بروتون بدلاً من إشارة واحدة. قد تكون أنماط الانقسام هذه معقدة أو بسيطة، وبالمثل، قد تكون قابلة للتفسير بسهولة أو مضللة. يوفر هذا الاقتران فهمًا دقيقًا لترابط الذرات في الجزيء.

تعددية الانقسام ناتجة عن دوران النوى المترابطة وعدد هذه النوى المشاركة في الترابط. يؤدي الترابط مع n من النوى المتكافئة ذات الدوران 1/2 إلى انقسام الإشارة إلى مضاعف n  +  1 بنسب شدة تتبع مثلث باسكال كما هو موضح في الجدول. يؤدي الترابط مع دورانات إضافية إلى انقسامات أخرى لكل مكون من مكونات المضاعف، على سبيل المثال، يؤدي الترابط مع نواتين مختلفتين ذواتي دوران 1/2 وثوابت ترابط مختلفة بشكل ملحوظ إلى ثنائية من الثنائيات (اختصارًا: dd). تجدر الإشارة إلى أن الترابط بين النوى المتكافئة كيميائيًا (أي التي لها نفس الإزاحة الكيميائية) ليس له أي تأثير على أطياف الرنين النووي المغناطيسي، وأن الترابط بين النوى البعيدة (عادةً ما تكون المسافة بينها أكثر من 3 روابط للبروتونات في الجزيئات المرنة) عادةً ما تكون صغيرة جدًا بحيث لا تُسبب انقسامات قابلة للملاحظة. غالباً ما يمكن ملاحظة اقترانات بعيدة المدى عبر أكثر من ثلاث روابط في المركبات الحلقية والعطرية ، مما يؤدي إلى أنماط انقسام أكثر تعقيداً.

مثال 1: طيف الرنين النووي المغناطيسي للبروتون (أحادي البعد) للإيثانول ، مُرسمًا كشدة الإشارة مقابل الإزاحة الكيميائية . توجد ثلاثة أنواع مختلفة من ذرات الهيدروجين في الإيثانول فيما يتعلق بالرنين النووي المغناطيسي: الهيدروجين (H) الموجود على مجموعة -OH لا يقترن مع ذرات الهيدروجين الأخرى ويظهر كإشارة مفردة، بينما ذرات الهيدروجين في مجموعتي CH₃⁻ و- CH₂⁻ تقترن مع بعضها البعض، مما ينتج عنه إشارة ثلاثية ورباعية على التوالي .

على سبيل المثال، في طيف البروتون للإيثانول، تنقسم مجموعة CH₃ إلى ثلاثية بنسبة شدة 1:2:1 بفعل بروتوني CH₂ المتجاورين. وبالمثل، تنقسم CH₂ إلى رباعية بنسبة شدة 1:3:3:1 بفعل بروتونات CH₃ الثلاثة المتجاورة . من حيث المبدأ، ينقسم بروتونا CH₂ مرة أخرى إلى ثنائية لتكوين ثنائية من الرباعيات بفعل بروتون الهيدروكسيل ، ولكن التبادل بين الجزيئات لبروتون الهيدروكسيل الحمضي غالبًا ما يؤدي إلى فقدان معلومات الاقتران.

يعمل الاقتران مع أي نواة ذات لف مغزلي 1/2، مثل الفوسفور-31 أو الفلور-19، بهذه الطريقة (مع أن قيم ثوابت الاقتران قد تختلف اختلافًا كبيرًا). لكن أنماط الانقسام تختلف عن تلك الموصوفة أعلاه للنوى ذات اللف المغزلي الأكبر من 1/2، لأن العدد الكمي المغزلي له أكثر من قيمتين محتملتين. على سبيل المثال، يؤدي الاقتران مع الديوتيريوم (نواة ذات لف مغزلي 1) إلى انقسام الإشارة إلى ثلاثية بنسبة 1:1:1، لأن اللف المغزلي  1 له ثلاث حالات مغزلية. وبالمثل، تؤدي نواة ذات لف مغزلي 3/2، مثل الكلور -35 ، إلى انقسام الإشارة إلى رباعية بنسبة 1:1:1:1، وهكذا.

يُخبرنا اقتران الإشارة مع الإزاحة الكيميائية (والتكامل للبروتونات) ليس فقط عن البيئة الكيميائية للنوى، بل أيضًا عن عدد النوى المجاورة النشطة في الرنين المغناطيسي النووي داخل الجزيء. في الأطياف الأكثر تعقيدًا ذات القمم المتعددة عند إزاحات كيميائية متشابهة، أو في أطياف النوى غير الهيدروجين، غالبًا ما يكون اقتران الإشارة هو الطريقة الوحيدة لتمييز النوى المختلفة.

تعتمد قوة الاقتران (ثابت الاقتران J ) على مدى قوة ارتباط النوى ببعضها البعض. في الحالات البسيطة، يعتمد ذلك على مسافة الترابط بين النوى، والعزم المغناطيسي للنوى، والزاوية ثنائية السطوح بينها.

الاقتران من الدرجة الثانية (أو القوي)

طيف الرنين النووي المغناطيسي للبروتون ( 1H NMR) للمنثول مع الإزاحة الكيميائية بوحدة جزء في المليون (ppm) على المحور الأفقي. لكل بروتون غير متكافئ مغناطيسيًا إزاحة مميزة، وتظهر اقتراناته مع البروتونات الأخرى على شكل انقسام للقمم إلى مضاعفات: على سبيل المثال، القمة (أ) ، بسبب البروتونات الثلاثة المتكافئة مغناطيسيًا في مجموعة الميثيل (أ) ، تقترن ببروتون مجاور ( هـ ) وبالتالي تظهر كقمة مزدوجة.

يفترض الوصف أعلاه أن ثابت الاقتران صغير مقارنةً بالفرق في ترددات الرنين النووي المغناطيسي بين اللفات غير المتكافئة. إذا انخفض فاصل الإزاحة (أو زادت قوة الاقتران)، فإن أنماط شدة التعددية تتشوه أولًا، ثم تصبح أكثر تعقيدًا وأقل قابلية للتحليل (خاصةً إذا كان هناك أكثر من لفتين). ويتحقق تكثيف بعض القمم في التعددية على حساب القمم المتبقية، التي قد تختفي أحيانًا تقريبًا في ضوضاء الخلفية، على الرغم من أن المساحة المتكاملة أسفل القمم تظل ثابتة. مع ذلك، في معظم تطبيقات الرنين النووي المغناطيسي عالية المجال، تكون التشوهات عادةً طفيفة، ويمكن أن تساعد التشوهات المميزة ( التسقيف ) في الواقع على تحديد القمم ذات الصلة.

يمكن تحليل بعض هذه الأنماط باستخدام الطريقة التي نشرها جون بوبل ، [ 23 ] على الرغم من أن نطاقها محدود.

تقل تأثيرات الرتبة الثانية مع ازدياد فرق التردد بين المضاعفات، ولذلك تُظهر أطياف الرنين النووي المغناطيسي عالية المجال (أي عالية التردد) تشوهًا أقل من الأطياف منخفضة التردد.  وكانت الأطياف المبكرة عند 60 ميجاهرتز أكثر عرضة للتشوه من الأطياف الصادرة عن الأجهزة اللاحقة التي تعمل عادةً بترددات 200  ميجاهرتز أو أعلى.

علاوة على ذلك، وكما هو موضح في الشكل على اليمين، يمكن استخدام اقتران J لتحديد استبدال الأورثو-ميتا-بارا في الحلقة. يكون اقتران الأورثو هو الأقوى عند 15  هرتز، يليه ميتا بمتوسط ​​2  هرتز، وأخيرًا يكون اقتران البارا عادةً غير ذي أهمية في الدراسات.

عدم التكافؤ المغناطيسي

قد تحدث تأثيرات أكثر دقة إذا كانت النوى المتكافئة كيميائيًا (أي النوى المرتبطة بالتناظر وبالتالي لها نفس تردد الرنين المغناطيسي النووي) لها علاقات اقتران مختلفة مع النوى الخارجية. تُسمى النوى المتكافئة كيميائيًا ولكنها غير متطابقة (بناءً على علاقات اقترانها) بالنوى غير المتكافئة مغناطيسيًا. على سبيل المثال، تنقسم مواقع الهيدروجين الأربعة في جزيء 1،2-ثنائي كلورو بنزين إلى زوجين متكافئين كيميائيًا بالتناظر، ولكن لكل ذرة في أحد الزوجين علاقات اقتران مختلفة مع النوى المكونة للزوج الآخر.

قد يؤدي عدم التكافؤ المغناطيسي إلى أطياف بالغة التعقيد، لا يمكن تحليلها إلا بالنمذجة الحاسوبية. وتكثر هذه التأثيرات في أطياف الرنين النووي المغناطيسي للأنظمة العطرية وغيرها من الأنظمة غير المرنة، بينما يميل التوسط التوافقي حول روابط الكربون-كربون في الجزيئات المرنة إلى معادلة اقترانات البروتونات على ذرات الكربون المتجاورة، مما يقلل من مشاكل عدم التكافؤ المغناطيسي.

مطيافية الارتباط

يُعدّ التحليل الطيفي للترابط أحد أنواع التحليل الطيفي ثنائي الأبعاد للرنين المغناطيسي النووي (NMR)، أو ما يُعرف اختصارًا بـ 2D-NMR . ويُعرف هذا النوع من تجارب الرنين المغناطيسي النووي اختصارًا بـ COSY . تشمل الأنواع الأخرى للرنين المغناطيسي النووي ثنائي الأبعاد: التحليل الطيفي J، والتحليل الطيفي للتبادل (EXSY)، والتحليل الطيفي لتأثير أوفرهاوزر النووي (NOESY)، والتحليل الطيفي للترابط الكلي (TOCSY)، وتجارب الترابط بين النوى غير المتجانسة، مثل HSQC و HMQC و HMBC . في التحليل الطيفي للترابط، يتركز الانبعاث على ذروة نواة منفردة؛ فإذا كان مجالها المغناطيسي مرتبطًا بنواة أخرى عبر اقتران الروابط (COSY، HSQC، إلخ) أو عبر الفراغ (NOE)، يُمكن رصد استجابة على تردد النواة المرتبطة. توفر أطياف الرنين النووي المغناطيسي ثنائية الأبعاد معلومات أكثر عن الجزيء مقارنةً بأطياف الرنين النووي المغناطيسي أحادية الأبعاد، وهي مفيدة بشكل خاص في تحديد بنية الجزيء ، لا سيما الجزيئات المعقدة التي يصعب التعامل معها باستخدام الرنين النووي المغناطيسي أحادي الأبعاد. اقترح جان جينر، الأستاذ في الجامعة الحرة في بروكسل، أول تجربة ثنائية الأبعاد، وهي تجربة COSY، عام 1971. [ 24 ] [ 25 ] ثم قام والتر ب. أوي، وإنريكو بارتولدي، وريتشارد ر. إرنست بتنفيذ هذه التجربة ، ونشروا نتائج أبحاثهم عام 1976. [ 26 ]

الرنين المغناطيسي النووي في الحالة الصلبة

مطياف الرنين النووي المغناطيسي ذو الحالة الصلبة بتردد 900 ميجاهرتز (21.1 تسلا [ 27 ] ) في المرفق الوطني الكندي للرنين النووي المغناطيسي فائق المجال للمواد الصلبة

لا تسمح ظروف فيزيائية متنوعة بدراسة الجزيئات في المحلول، ولا باستخدام تقنيات التحليل الطيفي الأخرى على المستوى الذري. في الأوساط الصلبة، كالبلورات والمساحيق الميكروكريستالية والهلاميات والمحاليل غير المتجانسة، يصبح اقتران ثنائي القطب وتباين الإزاحة الكيميائية هما العاملان المهيمنان على سلوك أنظمة اللف المغزلي النووي. في مطيافية الرنين النووي المغناطيسي التقليدية في المحلول، تؤدي هذه التفاعلات الإضافية إلى اتساع ملحوظ في خطوط الطيف. تتيح تقنيات متنوعة إمكانية توفير ظروف عالية الدقة، يمكن مقارنتها، على الأقل بالنسبة لأطياف الكربون -13 ، بأطياف الرنين النووي المغناطيسي في المحلول.

يُعدّ مفهومان أساسيان في مطيافية الرنين النووي المغناطيسي عالية الدقة في الحالة الصلبة هما: الحدّ من التوجيه الجزيئي المحتمل عن طريق توجيه العينة، وتقليل التفاعلات المغناطيسية النووية غير المتناحية عن طريق دوران العينة. ومن بين هذه الطرق، يُعدّ الدوران السريع حول الزاوية السحرية أسلوبًا بارزًا، خاصةً عندما يتكون النظام من نوى ذات لف مغزلي 1/2.  وتُستخدم معدلات دوران تصل إلى حوالي 20 كيلوهرتز، مما يتطلب معدات خاصة. ويُستخدم حاليًا عدد من التقنيات الوسيطة، مع عينات ذات محاذاة جزئية أو حركة منخفضة، في مطيافية الرنين النووي المغناطيسي.

غالبًا ما ترتبط التطبيقات التي تظهر فيها تأثيرات الرنين المغناطيسي النووي في الحالة الصلبة بدراسات بنية البروتينات الغشائية، والألياف البروتينية، وأنواع البوليمرات المختلفة، والتحليل الكيميائي في الكيمياء غير العضوية، ولكنها تشمل أيضًا تطبيقات "غير تقليدية" مثل أوراق النباتات وخلايا الوقود. على سبيل المثال، درس رحماني وزملاؤه تأثير الضغط ودرجة الحرارة على التجميع الذاتي للهياكل ثنائية الخلايا باستخدام مطيافية الرنين المغناطيسي النووي للديوتيريوم. [ 28 ] يُعد الرنين المغناطيسي النووي في الحالة الصلبة مفيدًا أيضًا لفهم بنية المعادن في حالة عينات المعادن غير المتبلورة بالأشعة السينية (مثل معدن 99Tc المقاوم للحرارة ذي الحجم النانوي ). [ 29 ] جمعت دراسات حديثة بين الرنين المغناطيسي النووي في الحالة الصلبة ومحاكاة الديناميكا الجزيئية لرصد الحركات على نطاق النانوثانية إلى الميلي ثانية في المواد المائية مثل كربونات الكالسيوم غير المتبلورة. [ 30 ]

مطيافية الرنين النووي المغناطيسي للجزيئات الحيوية

البروتينات

تركزت معظم الابتكارات في مجال مطيافية الرنين النووي المغناطيسي (NMR) على مطيافية الرنين النووي المغناطيسي للبروتينات ، وهي تقنية مهمة في علم الأحياء البنيوي . يتمثل الهدف المشترك لهذه الدراسات في الحصول على بنى ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للبروتين، على غرار ما يمكن تحقيقه باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية . وعلى عكس علم البلورات بالأشعة السينية، تقتصر مطيافية الرنين النووي المغناطيسي عادةً على البروتينات التي يقل حجمها عن 35 كيلو دالتون ، على الرغم من إمكانية تحديد بنى أكبر. غالبًا ما تكون مطيافية الرنين النووي المغناطيسي هي الطريقة الوحيدة للحصول على معلومات عالية الدقة حول البروتينات غير المنظمة جزئيًا أو كليًا . وهي الآن أداة شائعة لتحديد علاقات النشاط التوافقي، حيث تتم مقارنة البنية قبل وبعد التفاعل، على سبيل المثال، مع دواء مرشح، بنشاطه الكيميائي الحيوي المعروف. البروتينات أكبر بكثير من الجزيئات العضوية الصغيرة التي نوقشت سابقًا في هذه المقالة، ولكن تقنيات الرنين النووي المغناطيسي الأساسية وبعض نظرياته تنطبق عليها أيضًا. نظراً للعدد الكبير من الذرات الموجودة في جزيء البروتين مقارنةً بالمركبات العضوية الصغيرة، تصبح الأطياف أحادية البعد الأساسية مزدحمة بإشارات متداخلة لدرجة تجعل التحليل الطيفي المباشر غير عملي. لذلك، تم ابتكار تجارب متعددة الأبعاد (2 أو 3 أو 4 أبعاد) لمعالجة هذه المشكلة. ولتسهيل هذه التجارب، يُفضل وسم البروتين نظائرياً بالكربون -13 والنيتروجين -15 ، لأن النظير السائد طبيعياً، الكربون -12 ، غير نشط في الرنين المغناطيسي النووي، كما أن عزم ثنائي القطب النووي للنظير السائد طبيعياً، النيتروجين -14، يمنع الحصول على معلومات عالية الدقة منه. وتُعد تجارب تأثير أوفرهاوزر النووي (NOE) لقياس المسافات بين الذرات داخل الجزيء أهم طريقة لتحديد بنية البروتينات . بعد ذلك، تُستخدم المسافات المُقاسة لإنشاء بنية ثلاثية الأبعاد للجزيء عن طريق حل مسألة هندسة المسافة . كما يُمكن استخدام الرنين المغناطيسي النووي للحصول على معلومات حول ديناميكيات ومرونة التشكيل لمختلف مناطق البروتين.

الأحماض النووية

الرنين المغناطيسي النووي للأحماض النووية هو استخدام مطيافية الرنين المغناطيسي النووي للحصول على معلومات حول بنية وديناميكية الأحماض النووية المتعددة ، مثل الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) أو الحمض النووي الريبي (RNA) . اعتبارًا من عام 2003تم تحديد ما يقرب من نصف جميع هياكل الحمض النووي الريبي المعروفة بواسطة مطيافية الرنين النووي المغناطيسي. [ 31 ]

تتشابه تقنيات مطيافية الرنين النووي المغناطيسي للأحماض النووية والبروتينات، لكنها تختلف في بعض الجوانب. فالأحماض النووية تحتوي على نسبة أقل من ذرات الهيدروجين، وهي الذرات التي تُلاحظ عادةً في مطيافية الرنين النووي المغناطيسي، ولأن اللوالب المزدوجة للأحماض النووية صلبة وخطية تقريبًا، فإنها لا تنطوي على نفسها لتكوين ارتباطات بعيدة المدى. [ 32 ] تشمل أنواع مطيافية الرنين النووي المغناطيسي الشائعة للأحماض النووية: مطيافية الرنين النووي المغناطيسي للبروتون (1H) ، ومطيافية الرنين النووي المغناطيسي للكربون -13 (13C) ، ومطيافية الرنين النووي المغناطيسي للنيتروجين -15 (15N )، ومطيافية الرنين النووي المغناطيسي للفوسفور -31 (31P ) . وتُستخدم طرق الرنين النووي المغناطيسي ثنائية الأبعاد في أغلب الأحيان، مثل مطيافية الارتباط (COSY) ومطيافية نقل التماسك الكلي (TOCSY) للكشف عن اقترانات النوى عبر الروابط، ومطيافية تأثير أوفرهاوزر النووي (NOESY) للكشف عن الاقترانات بين النوى المتقاربة مكانيًا. [ 33 ]

يمكن استخدام المعايير المستخرجة من الطيف، وخاصةً قمم التداخل في طيف NOESY وثوابت الاقتران ، لتحديد السمات البنيوية المحلية مثل زوايا الروابط الجليكوسيدية ، والزوايا ثنائية السطوح (باستخدام معادلة كاربلوس )، وتكوينات تجعد السكر. بالنسبة للبنية واسعة النطاق، يجب استكمال هذه المعايير المحلية بافتراضات أو نماذج بنيوية أخرى، لأن الأخطاء تتراكم أثناء اجتياز الحلزون المزدوج، وعلى عكس البروتينات، لا يمتلك الحلزون المزدوج بنية داخلية مضغوطة ولا ينطوي على نفسه. يُعد الرنين المغناطيسي النووي مفيدًا أيضًا لدراسة الأشكال الهندسية غير القياسية مثل الحلزونات المنحنية ، واقتران القواعد غير واتسون-كريك، والتراص المحوري . وقد كان مفيدًا بشكل خاص في استكشاف بنية قليل النوكليوتيدات RNA الطبيعية، التي تميل إلى اتخاذ تكوينات معقدة مثل الحلقات الجذعية والعقد الكاذبة . يُعد الرنين المغناطيسي النووي مفيدًا أيضًا في دراسة ارتباط جزيئات الأحماض النووية بجزيئات أخرى، مثل البروتينات أو الأدوية، من خلال تحديد الرنينات التي تتغير عند ارتباط الجزيء الآخر. [ 33 ]

الكربوهيدرات

تُجيب مطيافية الرنين النووي المغناطيسي للكربوهيدرات على تساؤلاتٍ حول بنية الكربوهيدرات وتكوينها . يُعدّ تحليل الكربوهيدرات باستخدام الرنين النووي المغناطيسي للبروتون (1H NMR) تحديًا نظرًا لمحدودية التنوع في المجموعات الوظيفية، مما يؤدي إلى تركيز رنين البروتون في نطاقات ضيقة من طيف الرنين النووي المغناطيسي. بعبارة أخرى، يكون التشتت الطيفي ضعيفًا. تنفصل رنينات بروتونات الأنومير عن غيرها نظرًا لاحتواء ذرات الكربون الأنوميرية على ذرتي أكسجين. بالنسبة للكربوهيدرات الأصغر حجمًا، يُسهّل تشتت رنينات بروتونات الأنومير استخدام تجارب TOCSY أحادية البعد لدراسة أنظمة الدوران الكاملة لبقايا الكربوهيدرات الفردية.

اكتشاف الأدوية

يمكن الحصول على معلومات حول الحد الأدنى للطاقة وحواجز الطاقة الدورانية للجزيئات الصغيرة في المحلول باستخدام الرنين المغناطيسي النووي، وذلك من خلال دراسة تفضيلات التشكيل الفراغي للرابط الحر وديناميكيات التشكيل الفراغي، على التوالي. ويمكن استخدام هذه المعلومات لتوجيه فرضيات تصميم الأدوية، نظرًا لتقارب القيم التجريبية والمحسوبة. فعلى سبيل المثال، تستخدم شركة أسترازينيكا الرنين المغناطيسي النووي في أبحاثها وتطويرها في مجال الأورام. [ 34 ]

مطيافية الرنين النووي المغناطيسي تحت الضغط العالي

كان أحد أوائل الأعمال العلمية المخصصة لاستخدام الضغط كمعامل متغير في تجارب الرنين المغناطيسي النووي هو عمل ج.  جوناس المنشور في مجلة Annual Review of Biophysics في عام 1994. [ 35 ] كان الدافع الرئيسي لاستخدام الضغوط العالية في مطيافية الرنين المغناطيسي النووي هو الرغبة في دراسة الأنظمة الكيميائية الحيوية، حيث يسمح استخدام الضغط العالي بإجراء تغييرات مضبوطة في التفاعلات بين الجزيئات دون اضطرابات كبيرة.

بالطبع، بُذلت محاولات لحل المشكلات العلمية باستخدام مطيافية الرنين النووي المغناطيسي تحت الضغط العالي. إلا أن معظم هذه المحاولات كانت صعبة التكرار بسبب مشكلة المعدات اللازمة لتوليد الضغط العالي والحفاظ عليه. وقد وردت في المراجع [ 36 ] و[ 37 ] و[ 38 ] أكثر أنواع خلايا الرنين النووي المغناطيسي شيوعًا لإجراء تجارب الرنين النووي المغناطيسي تحت الضغط العالي.

استُخدمت مطيافية الرنين النووي المغناطيسي تحت الضغط العالي على نطاق واسع في تطبيقات متنوعة، لا سيما فيما يتعلق بتوصيف بنية جزيئات البروتين. [ 39 ] [ 40 ] ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، طُرحت حلول برمجية وتصميمية لتوصيف البنى الكيميائية والمكانية للجزيئات الصغيرة في بيئة الموائع فوق الحرجة، [ 41 ] باستخدام معلمات الحالة كقوة دافعة لهذه التغييرات. [ 42 ]

انظر أيضاً

الطرق ذات الصلة بالتحليل الطيفي النووي :

مراجع

  1. ↑ تشارلز ب. سليشتر (1963). مبادئ الرنين المغناطيسي: مع أمثلة من فيزياء الحالة الصلبة . هاربر آند رو. ISBN 978-3-540-08476-1.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  2. ↑ علم الأحياء البنيوي: تطبيقات عملية للرنين المغناطيسي النووي (ملف PDF) (الطبعة الثانية ). سبرينغر. 6 سبتمبر 2012. ص 67. ISBN   978-1-4614-3964-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 ديسمبر 2018 .
  3. ↑ مارك س. رايش (29 يونيو 2015). "ارتفاع أسعار أجهزة الرنين النووي المغناطيسي يثير قلق المستخدمين" . CEN.
  4. ↑ "الارتقاء بها إلى مستوى أعلى" . مجلة ساينتست. 30 أكتوبر 2000.
  5. ↑ باودلر، ويليام (1974). الرنين المغناطيسي النووي . بوسطن: سلسلة ألين وبيكون للكيمياء. الصفحات 9-11 . 
  6. ↑ "اكتشاف الرنين النووي المغناطيسي" .
  7. ↑ "صفحة الخلفية والنظرية لمرفق الرنين المغناطيسي النووي" . مركز مارك وينرايت التحليلي - جامعة جنوب ويلز، سيدني. 9 ديسمبر 2011. مؤرشف من الأصل في 27 يناير 2014. تم الاطلاع عليه في 9 فبراير 2014 .
  8. ↑ "4.7: مطيافية الرنين النووي المغناطيسي" . نصوص الكيمياء الحرة . 14-07-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-11-2023 .
  9. ↑ بالجي، متين (2005). "مطيافية الرنين النووي المغناطيسي الديناميكية". مطيافية الرنين النووي المغناطيسي الأساسية للبروتون والكربون-13 . إلسيفير. الصفحات 213-231 . doi : 10.1016/b978-044451811-8.50008-5 . ISBN  978-0-444-51811-8.
  10. ↑ "النوى النشطة في الرنين المغناطيسي النووي للتطبيقات البيولوجية والطبية الحيوية" . Open Medscience . 17 يونيو 2016. تاريخ الاسترجاع: 25 نوفمبر 2023 .
  11. ↑ شاه، ن.؛ ستار، أ.؛ بنانتي، م.؛ هولاندر، س.؛ تشيوك، ل. (يناير 2006). "مطيافية الرنين المغناطيسي كأداة تصوير للسرطان: مراجعة للأدبيات" . مجلة الجمعية الأمريكية لطب العظام . 106 (1): 23-27 . PMID 16428685. مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2013. 
  12. ↑ جونسون الابن، سي إس (1999). "مطيافية الرنين المغناطيسي النووي المرتب بالانتشار: المبادئ والتطبيقات". التقدم في مطيافية الرنين المغناطيسي النووي . 34 ( 3-4 ): 203-256 . Bibcode : 1999PNMRS..34..203J . doi : 10.1016/S0079-6565(99)00003-5 .
  13. ↑ نيوفيلد، ر.؛ ستالك، د. (2015). "تحديد دقيق للوزن الجزيئي للجزيئات الصغيرة باستخدام تقنية الرنين النووي المغناطيسي ثنائي الأبعاد (DOSY-NMR) من خلال منحنيات معايرة خارجية بمعاملات انتشار مُعَيَّرة" . مجلة العلوم الكيميائية 6 (6): 3354-3364 . doi : 10.1039/C5SC00670H . PMC 5656982. PMID 29142693 .  
  14. ↑ هانسون، جون إي. (2013). "5. مطيافية الرنين النووي المغناطيسي في المذيبات غير المُدَوتَرة (No-D NMR): تطبيقات في مختبر الكيمياء العضوية لطلاب البكالوريوس". مطيافية الرنين النووي المغناطيسي في مناهج البكالوريوس . سلسلة ندوات الجمعية الكيميائية الأمريكية. المجلد 1128. الجمعية الكيميائية الأمريكية. الصفحات 69-81 . doi : 10.1021/bk-2013-1128.ch005 . ISBN   978-0-8412-2794-1.
  15. ↑ غوتليب، هوغو إي؛ كوتليار، فاديم؛ نودلمان، أبراهام (1997-10-01). "الانزياحات الكيميائية للرنين النووي المغناطيسي للمذيبات المختبرية الشائعة كشوائب ضئيلة" . مجلة الكيمياء العضوية . 62 (21): 7512-7515 . doi : 10.1021/jo971176v . ISSN 0022-3263 . PMID 11671879 .  
  16. ↑ تيرز، جورج فان دايك (سبتمبر 1958). "قيم موثوقة لحجب الرنين النووي للبروتون عن طريق "المرجعية الداخلية" باستخدام رباعي ميثيل سيلان" . مجلة الكيمياء الفيزيائية . 62 (9): 1151-1152 . Bibcode : 1958JPhCh..62.1151T . doi : 10.1021/j150567a041 . ISSN 0022-3654 . 
  17. 1 2 "القفل" . مركز مطيافية الرنين النووي المغناطيسي . جامعة ولاية واشنطن. مؤرشف من الأصل بتاريخ 28-01-2020.
  18. ↑ "آثار الرنين النووي المغناطيسي" . مرفق ماكس تي. روجرز للرنين النووي المغناطيسي . جامعة ولاية ميشيغان. مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-09-2021.
  19. ↑ باريلا، تيودور. "قياس زمن الاسترخاء T1 باستخدام تقنية الاستعادة العكسية" . NMRGuide3.5 . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28-04-2021.
  20. ↑ جيمس كيلر. "الفصل الثاني: الرنين النووي المغناطيسي ومستويات الطاقة" (أعيد طبعه في جامعة كامبريدج ) . فهم مطيافية الرنين النووي المغناطيسي . جامعة كاليفورنيا، إرفاين . تاريخ الاسترجاع: 11 مايو 2007 .
  21. ↑ بيتر أتكينز (1994) [1990]. الكيمياء الفيزيائية ( الطبعة الخامسة). فريمان. 
  22. ↑ أوت، جيه سي؛ واديبول، إتش؛ إندرز، إم؛ غاد، إل إتش (2018). "الوصول بتقنية الرنين النووي المغناطيسي للبروتون في المحلول إلى أقصى حدودها: التنبؤ والكشف عن رنين الهيدريد في مركب حديدي ذي دوران متوسط". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 140 (50): 17413-17417 . Bibcode : 2018JAChS.14017413O . doi : 10.1021/jacs.8b11330 . PMID 30486649. S2CID 207195859 .  
  23. ↑ بوبل، جيه إيه؛ بيرنشتاين، إتش جيه؛ شنايدر، دبليو جي (1957). "تحليل أطياف الرنين المغناطيسي النووي". المجلة الكندية للكيمياء 35 : 65-81 . doi : 10.1139 /v57-143 .
  24. ↑ آوي، دبليو بي (1976). "التحليل الطيفي ثنائي الأبعاد. تطبيق على الرنين المغناطيسي النووي". مجلة الفيزياء الكيميائية . 64 (5): 2229. Bibcode : 1976JChPh..64.2229A . doi : 10.1063/1.432450 .
  25. ↑ جينر، جين (2007). "جينر، جين: ذكريات عن الأيام الأولى للرنين المغناطيسي النووي ثنائي الأبعاد". موسوعة الرنين المغناطيسي . doi : 10.1002/9780470034590.emrhp0087 . ISBN 978-0-470-03459-0.
  26. ↑ مارتن، جي إي؛ زيكتر، إيه إس، طرق الرنين النووي المغناطيسي ثنائية الأبعاد لتحديد الاتصال الجزيئي ؛ دار نشر في سي إتش: نيويورك، 1988 (ص 59)
  27. ↑ "المرفق الوطني للرنين النووي المغناطيسي فائق المجال للمواد الصلبة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-09-2014 .
  28. ↑ أ. رحماني، س. نايت، و م. ر. مورو. "استجابة التشتتات ثنائية الطبقة المحتوية على دهون أنيونية للضغط الهيدروستاتيكي: التداخل الناتج عن الضغط". 2013، 29 (44)، ص 13481-13490، doi : 10.1021/la4035694 .
  29. ↑ كوزنيتسوف، فيتالي ف.؛ بوينو، فريدريك؛ جيرمان، كونستانتين إي.؛ فيلاتوفا، إيلينا أ. (2024-11-11). "الدور المحوري لطيفية الرنين النووي المغناطيسي للتكنيتيوم-99 في كيمياء الحالة الصلبة والجزيئية" . مجلة اتصالات الكيمياء . 7 (1): 259. Bibcode : 2024CmChe...7..259K . doi : 10.1038/ s42004-024-01349-2 . ISSN 2399-3669 . PMC 11555319. PMID 39528801 .   
  30. ↑ فينود كومار؛ سميث بينزل؛ ريدروثو؛ جينديل؛ جيباور؛ ماثيس (2025). "دراسة بنية وديناميكية كربونات الكالسيوم غير المتبلورة باستخدام الرنين المغناطيسي النووي: التثبيت بواسطة متعدد الأسبارتات والمقارنة مع أحادي هيدروكالسيت" . الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الفيزيائية . 27 (19): 13291-13300 . Bibcode : 2025PCCP...2710348V . doi : 10.1039/d5cp01002k . PMID 40326785 . 
  31. ^ فورتيج، بوريس. ريختر، كريستيان؛ فونرت، ينس؛ شوالبي، هارالد (2003). “التحليل الطيفي للرنين المغناطيسي النووي للحمض النووي الريبي”. كيمبيوكيم . 4 (10): 936-62 . دوى : 10.1002/cbic.200300700 . بميد 14523911 . S2CID 33523981 .  
  32. ↑ أديس، كينيث جيه؛ فيجون، جولي (1996). "مقدمة في مطيافية الرنين النووي المغناطيسي للبروتون للحمض النووي". في هيشت، سيدني إم (محرر). الكيمياء الحيوية العضوية: الأحماض النووية . نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-508467-2.
  33. 1 2 ويمر، ديفيد (2000). "الفصل 5: البنية والديناميكيات بواسطة الرنين المغناطيسي النووي". في بلومفيلد، فيكتور أ.؛ كروثرز، دونالد م.؛ تينوكو، إغناسيو (محررون). الأحماض النووية: البنى والخصائص والوظائف . سوساليتو، كاليفورنيا: منشورات جامعة العلوم. ISBN 978-0-935702-49-1.
  34. ↑ بالاز، آمبر؛ ديفيز، نيكولا؛ لونغمير، ديفيد؛ باكر، مارتن؛ كياربارين، إليزابيتا (2021). "تشكيلات الربيطة الحرة في الرنين المغناطيسي النووي وديناميكيات الدقة الذرية" . مناقشات الرنين المغناطيسي : 1-16 . doi : 10.5194/mr-2021-27 . S2CID 233441183 . 
  35. ↑ جوناس، ج؛ جوناس، أ (يونيو 1994). "مطيافية الرنين النووي المغناطيسي عالي الضغط للبروتينات والأغشية" . المراجعة السنوية للفيزياء الحيوية وبنية الجزيئات الحيوية . 23 (1): 287-318 . doi : 10.1146/annurev.bb.23.060194.001443 . ISSN 1056-8700 . PMID 7919784 .  
  36. ↑ بينيديك، جي بي؛ بورسيل، إي إم (1954-12-01). "الرنين المغناطيسي النووي في السوائل تحت ضغط عالٍ" . مجلة الفيزياء الكيميائية . 22 (12): 2003-2012 . رمز Bibcode : 1954JChPh..22.2003B . doi : 10.1063/1.1739982 . ISSN 0021-9606 . 
  37. ↑ كاماتاري، ي. (سبتمبر 2004). "مطيافية الرنين النووي المغناطيسي تحت الضغط العالي لتوصيف وسائط الطي وحالات تمسخ البروتينات" . طرق . 34 (1): 133-143 . doi : 10.1016/j.ymeth.2004.03.010 . PMID 15283922 . 
  38. ↑ بيترسون، رونالد و.؛ واند، أ. جوشوا (2005-09-01). "خلية ضغط عالٍ ذاتية الاحتواء، وجهاز، وإجراء لتحضير البروتينات المغلفة المذابة في سوائل منخفضة اللزوجة لتحليل طيف الرنين المغناطيسي النووي" . مراجعة الأدوات العلمية . 76 (9): 094101–094101–7. Bibcode : 2005RScI...76i4101P . doi : 10.1063 / 1.2038087 . ISSN 0034-6748 . PMC 1343520. PMID 16508692 .   
  39. ↑ دوبوا، سيسيل؛ هيرادا، إيزالين؛ بارث، فيليب؛ رومستاند، كريستيان (26-11-2020). "دمج اضطراب الضغط العالي مع مطيافية الرنين النووي المغناطيسي للتحليل البنيوي والديناميكي لمسارات طي البروتين" . مجلة Molecules . 25 (23): 5551. doi : 10.3390/molecules25235551 . ISSN 1420-3049 . PMC 7731413. PMID 33256081 .   
  40. ↑ غاني، دونالد؛ آزاد، روكسانا؛ أراميني، جيمس م.؛ شو، شينغجيان؛ إيسيورهو، إيتا أ.؛ إيدوبوغانتي، أوثاما ر.؛ ويليامز، جاستن؛ مارسيلينو، لياندرو بيمينتيل؛ أكاساكا، كازويوكي (2020-08-26). "استخدام مطيافية الرنين النووي المغناطيسي عالي الضغط لتحديد البروتينات بسرعة باستخدام فراغات ربط الليجاند الداخلية". bioRxiv 10.1101/2020.08.25.267195 . 
  41. ^ خودوف، آي أيه؛ بيلوف، كيلو فولت. كريستيانينوف، MA؛ سوبورنوفا، ف.ف. ديشين، أأ؛ كيسيليف، إم جي (أغسطس 2023). "هل يؤثر DMSO على التغيرات التوافقية لجزيئات الدواء في وسط ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج؟" . مجلة السوائل الجزيئية . 384 122230. دوى : 10.1016/j.molliq.2023.122230 .
  42. ^ خودوف، آي أيه؛ بيلوف، كيلو فولت. ديشين، أأ؛ كريستيانينوف، MA؛ كيسيليف، إم جي (ديسمبر 2022). "تأثير الضغط على توازن الليدوكائين المطابق في scCO2: دراسة بواسطة 2D NOESY" . مجلة السوائل الجزيئية . 367 120525. دوى : 10.1016/j.molliq.2022.120525 .

للمزيد من القراءة

  • جون د. روبرتس (1959). الرنين المغناطيسي النووي: تطبيقات في الكيمياء العضوية . شركة ماكجرو هيل للنشر. رقم ISBN 978-1-258-81166-2.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  • جيه إيه بوبل ؛ دبليو جي شنايدر ؛ إتش جيه بيرنشتاين (1959). الرنين المغناطيسي النووي عالي الدقة . شركة ماكجرو هيل للنشر.
  • أ. أبرغام (1961). مبادئ المغناطيسية النووية . مطبعة كلارندون. ISBN 978-0-19-852014-6.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  • تشارلز ب. سليشتر (1963). مبادئ الرنين المغناطيسي: مع أمثلة من فيزياء الحالة الصلبة . هاربر آند رو. ISBN 978-3-540-08476-1.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  • جون إمسلي ؛ جيمس فيني؛ ليزلي هوارد سوتكليف (1965). مطيافية الرنين المغناطيسي النووي عالية الدقة . بيرغامون. ISBN 978-1-4831-8408-1.