Кенжебаева Сəуле Сағындыққызы биотехнологиядағЫ Қазіргі əдістер
Ядролық магниттік резонанс (ЯМР) əдісі
жүктеу/скачать 5,04 Mb. Pdf көрінісі
|
| 1.10. Ядролық магниттік резонанс (ЯМР) əдісі
Ядролық магниттік резонанс (ЯМР) – заттың электрмагниттік энер- гиясын резонанспен сіңіруі, нөлдік емес спинді ядроның сыртындағы магниттік өрісі, ядролардың магнит өрісімен қайта бағдарлауы ескертілген. Молекуланың əртүрлі аймағындағы бір жəне сол атомдар ядроларының ЯМР-ы əртүрлі дабылдары көрсетеді. Мұндай ЯМР да- былдары қарапайым заттардан химиялық қозғалыстарды анықтайды. ЯМР əдістемелерінде де заттардың химиялық құрылымын, молекулалардың конформациясын, өзара ықпалын, əсер ету күштерін, молекула ішіндегі айналымдарды анықтауда көп мүмкіншіліктер бар. Спин (spin ағыл. тілінен – айналдыру ) – қарапайым кішкентай бөлшектердің өзіне меншікті кезеңдері, табиғатына қарай кванттық жəне бүтін сияқты кішкентай бөлшектердің ауыспалылығымен байла- нысты емес. Спин деп тағы да атом немесе атом ядроларының өзіндік импульс моменттерін айтады; бұл жағдайда спин векторлық сома ретінде анықталады (моменттердің квантық механика ережесімен анықтаған): кішкентай қарапайым бөлшектердің спиндері, жүйе құрушы жəне кішкентай бөлшектердің орбиталық кезеңдері, жүйе ішіндегі олардың қозғалыстарының ескермелері. Спин ħ бірліктерде өлшенеді (Планк тұрақтысы немесе Дирак тұрақтысы келтірілген) жəне ħJ тең, мұнда J – əрбір кішкентай бүтін бөлшектердің сұрыптарына тиісті (соның ішінде нөлдік те) немесе жартылай тұрақты дұрыс сан. Бұл санды кейде спиндік кванттық сан деп атайды. Əдетте, бұл жай спин деп аталады (кванттық сандардың бірі). ЯМР физикасы. ЯМР құбылысы негізінде жартылай спинді нук- лондардан тұратын 1/2, 3/2, 5/2 .... атомдық ядролардың магниттік қасиеттері бар. Ядро нақты жұп жəне зарядты сандармен (тұрақты ядро) магниттік өріске ие емес. Сол уақытта барлық басқа ядроларға тəн магниттік моменті нөлден ауытқыған. Сонымен, ядролар магнит моментімен μ байланысқан бұрыштық кезеңдерге J = ħI ие. Бұлардың салыстырылы- мы μ = γJ тең. Мұндағы ħ – Планк тұрақтысы, І о – спиндік кванттық сан, γ о – гиромагнитті қатынас. Квантталған ядроның бұрыштық, магниттік кезеңдері, өзіне меншікті проекция мағыналары жəне бұрыштық пен магниттік z өсі координаттардың өз бетімен таңдалған жүйесі J z = ħμ I жəне μ z = γħμ I 45 қатынаста. Мұндағы: μ I о – өзіне меншікті жағдайдағы магниттік кванттық саны, оның мағынасы ядро спиндік кванттық санымен анықталады. μ I = I, I – 1, I – 2, …., – I. Демек, ядро 2I + 1 жағдайда болуы мүмкін. Осыдан протонда (немесе басқа ядроларда I = 1/2 – 13С, 19F, 31Р жəне т.б.) μ z тек қана мынадай екі жағдайда: μ z = ±γħI = ±ħ/2 бола- ды. Мұндай ядроны магниттік диполь сияқты елестетуге болады, z компоненті координат жүйесінің параллельді немесе антипараллельді z өсінің дұрыс бағытына орналасуы мүмкін. Ескеретін жай – сыртқы магниттік өрістің болмауы жағдайында μ z -тің əртүрлі күйі бірдей энергиясын көрсетеді, яғни азу болып та- былады. Азу сыртқы магниттік өріспен алынып тасталады, сол кез- де азған жағдайының ыдырауы сыртқы магниттік өріс мөлшеріне жəне магниттік момент күйіне мөлшерлес. Сыртқы магниттік өрісте ядроның кванттық спинінің I саны мен 21 + 1 энергетикалық деңгей жүйесі пайда болады. , яғни Зееман эффектісіндегі магниттік өрістің электрондық деңгейде ыдырауы сияқты ядролық магниттік резонанс табиғатына қарай дəл сондай. Қарапайым жағдайда спинді ядро I = 1/2 о , мысалы протон үшін ыдырау: δE = ±μ z В 0 жəне спиндік күйдің əртүрлі энергиясы: ΔE = 2μ z В 0 . жүктеу/скачать 5,04 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|