JPS61114150A - 2次元核磁気共鳴測定方法 - Google Patents

2次元核磁気共鳴測定方法

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JPS61114150A
JPS61114150A JP23582584A JP23582584A JPS61114150A JP S61114150 A JPS61114150 A JP S61114150A JP 23582584 A JP23582584 A JP 23582584A JP 23582584 A JP23582584 A JP 23582584A JP S61114150 A JPS61114150 A JP S61114150A
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JP
Japan
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nucleus
pulse
pulses
measurement
observation
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JP23582584A
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English (en)
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Kuniaki Nagayama
永山 国昭
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N24/00Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
    • G01N24/08Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は2次元核磁気共鳴(2DNMR)測定方法に関
し、特に観測核と非観測核との間のJ結合を測定する2
DNMR測定方法に関する。
[従来技術] 近時、新しいNMR測定法として2DNMR法が注目さ
れている。この2DNMRの1つに異核様J分解2DN
MRがある。これは観測核(例えば炭素核13C)と非
観測核〈例えば水素核’H)との間のJ結合を測定する
ものである。
第8図(a)は13C−IHJ分解2DNMR1,:用
いられる測定シーケンスを示す。炭素核に対し、90°
パルスと180°パルスが間隔t1/2をおいて印加さ
れ、その後t+/またってから時間t2にわたって自由
誘導減衰信号(FID信号)が検出され、記憶される。
そして、上記180゜パルスと同時に水素核に対し18
0°パルスが印加される。斜線部分は水素核デカップリ
ング用に印加されるノイズ変調された高周波を示す。
この1回の測定は↑1を段階的に変えて多数回繰返され
、その多数回の測定により取得されるところの、tlの
値に対応して記憶されたFID信号の集合S(j+、t
2)を12及びtlについて二重フーリエ変換すること
により、2次元スペクトルを得ることができる。
この測定シーケンスはスピンエコー法の拡張であり、測
定は励起、検出とも炭素核について行われる。そのため
、測定感度及び測定の繰返し時間は、炭素核の感度及び
緩和時間で定まってしまい、そのSN比は悪い。
そのため最近では、I N E PT (I n5en
si目V8Nuclei Enhanced by  
Po1arizationTransfer )法を適
用した第8図(b)に示す測定シーケンスを用いること
により、感度及びSN比を向上させることも行われてい
る。このINEPT法は、水素核の大きな磁化を結合を
通して炭素核あるいは窒素核等の核へ移し、その炭素核
あるいは窒素核等の核について観測を行うもので、これ
ら通常の測定法では感度の悪い核を、高い感度で測定で
きるという大きな効果が1qられる。
第8図(b)のシーケンスにおいて、τは適宜設定され
る定数で、tlを段階的に変化させて測定を繰返し行い
、その測定により取得されるところの、tlの値に対応
して記憶されたFID信号の集合をt2及びtlについ
て二重フーリエ変換することにより、2次元スペク]・
ルを得ることは第8図(a)の場合と全く同様である。
[発明が解決しようとする問題点] 第9図は、第10図に示す構造式を持つロチノン023
 H2206にライて、第8図(a)のシーケンスで測
定した13C−”1−IJ分解2DNMRスペクトルを
示す。第8図(b)のシーケンスで測定しても、感度が
向上するだけでスペク(−ルのパターンは変わらない。
この第9図において、例えば第10図における位@22
.23のメチル基によるビ一りが4つに分裂しているこ
とからも分るように、従来の測定法では水素核の数+1
のピークに分裂するため、分裂したピークをカバーでき
るよう縦軸の周波数領域が±400Hzと広くとられて
いる。そのため測定周波数帯域がその分広くなり、大き
なメモリ容量が必要になることは避けられない。
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、大きなメ
モリ容量を必要とせずにC−)−IJ分解2DNMRス
ペクトルを(qることができ、しかもINEPT法によ
る感度の向上をも図ることのできる2ONMR測定方法
を提供することを目的とし゛ている。
[問題点を解決するための手段] この目的を達成するため、本発明にかかる2ON、MR
測定方法は、 a)観測核と結合関係を有する非観測核に対し、第1の
90”パルス、180°パルス、第2の90°パルスを
この順序でt1/2の時間間隔で印加し、更に第2の9
0°パルス印加後所定期間Δ経過後デカップリング用高
周波を継続的に印加すること、 b)前記非観測核に対する180°パルス、第2の90
°パルスの印加に対応させて、観測核に対し180°パ
ルス、90°パルスをt1/2の時間間隔で印加するこ
と、 C)前記b)における観測核に対する90’パルス印加
後前記期間Δ経過後観測核の自由誘導減衰信号をt2と
いう時間にわたって検出し記憶すること、 d)前記t1を変化させて前記a)乃至C)を繰返すこ
と、 e)前記a)乃至d)によって記憶された自由誘導減衰
信号の集合をt2.tlについて2次元フーリエ変換す
ること、 より成ることを特徴としている。
[実施例] 以下、実施例に基づき本発明を詳説する。
第1図は本発明にかかる方法を実施するためのNMR装
置の一例を示すブロック図であり、図において1は静磁
場を発生するための磁石、2は静磁場内に配置される試
料管である。該試料管2の周囲には、IHH用照射コイ
ル3及び13C核観測用送受信コイル4が配置されてお
り、照射コイル3、送受信コイル4には、IHH用高周
波発振器5、 13G核用高周波発振器6で生成される
夫々の核の共鳴周波数を持つ高周波が、4位相回路7゜
8、選択回路9,10.ゲート11.12を介して夫々
高周波パルスとして供給され、試料に照射される。13
はiH用嵩高周波ノイズ変調するための変調器で、該変
調器13にはランダムノイズ発生器14からのノイズ信
号がゲート15を介して送られる。
この時ゲート11.12を開く時間を適宜設定すること
により上記パルス幅を適宜設定すれば、1H核の90°
パルスと180°パルス、又13C核の90”パルスと
180°パルスを夫々作成できる。
又、4位相回路7.8及び選択回路9.10は、IH核
、13C核夫々の90’パルス及び180゜パルス中の
高周波の位相を、O” 、90’ 、180’ 、27
0°のいずれかにするためのものであり、0°に選べば
添字がXの90’xパルス、180’xパルスを作成で
き、位相を90”に選べば添字がyの90@Vパルス、
180’Vパルスを作成できる。更に、位相を180°
に選ぶと添字が−Xのパルス、同じ<270’に選ぶと
添字が−yのパルスを夫々作成できる。
パルス列の照射に伴って送受信コイル3に誘起されたF
ID信号は、ゲート16.増幅器17゜復調回路18を
介して取出され、フィルタ1つ及びA−D変換器20を
介してコンピュータ21へ送られて付属するメモリ22
へ格納される。23は選択回路9,10.ゲー1−11
.12.15゜16、さらにA−D変換器20によるサ
ンプリングを制御するパルスプログラマである。
第2図は本発明で用いられる基本的な測定シーケンスを
示し、第3図はこのシーケンスを実行するだめの装置各
部のタイミングを示す。ゲート11.15が第3図(a
)、(b)(7)タイミンクテア− 夫々0N−OFFされ、更に選択回路9,10が同図(
C)のように位相を選択するため、試料中のIH核には
90’Xパルス、180°yパルス。
90″yパルスが夫々間隔j+/2をおいてこの順序で
印加され、更に所定期間Δをおいてノイズ変調された高
周波が時間t2にわたって印加される。
そして、ゲート12は第3図(d)のタイミングで0N
−OFFされるため、IH核に対し180″yパルスと
第2の90″yパルスが印加されるのと同時に、13 
c核に対し180″yパルスと90″yパルスが印加さ
れる。それから所定期間Δおいてゲート16が第3図(
e)のように時間t2にわたって開かれ、A−D変換器
20もゲート16と同じタイミングで動作するため、1
3 G核に対する90’Vパルス印加直後から発生する
F[)信号の期間Δ以降の部分が時間t2にわたってサ
ンプリングされ、コンピュータ21へ送られてメモリ2
2へ格納される。
このような測定が11の値を例えばt 1oo1からt
 1oo2. t 1oo3.  ・・・、t1256
まで256段階に変えて繰返し行われるため、256回
の測定が終了した時点では、その256段階のtlの値
に対応して得られたF[)信号FIDOO1〜FID2
56がメモリ22に格納されている。このようにして得
られた256個のFID信号1:l[)ool〜FID
256の集合Slj+、jz)について、コンピュータ
21を用いて始めにt2についてフーリエ変換し、更に
tlについてフーリエ変換ずれば、2DNMRスペクト
ルが求められる。
第4図はこのようにして求めたロチノンのC−HJ分解
2DNMRスペクトル(Δ=2Qmsec)を示す。第
2図のシーケンスにより、IH核の大きな磁化が130
核へ移り、13CのスペクトルがC−8間のJ結合に応
じて展開される。従来の測定法によって得られるスペク
トルでは、第9図のようにメチン基(C−H)は2重線
(ダブレット)に、メチレン基(H−C−H)は3重線
(1ヘリブレツト)に、メチル基(CH3)は4重線(
フォーチット)に夫々縦軸方向に展開されるが、本発明
による測定では第4図に示すように、すべてが2重線(
ダブレット)として縦軸方向に展開される。
これは、従来の測定法に比べ展開される縦軸方向の幅が
狭くても良いことを示している。具体的には、4重線が
2重線になることから考えると、縦軸方向の幅は半分で
良く、それに対応してメモリの容量も従来法の半分ある
いはそれ以下ですむことになる。第4図においては、縦
軸の幅は±150 Hzとなっている。
しかも感度の面では、IH核の大ぎな磁化を13C核へ
移すTNEPT法−による向上が得られることは言うま
でもない。更に、本発明と同様にINEPT法を適用し
た従来のシーケンス(第8図(b))では、パルス列が
長く、励起してからサンプリングするまでの時間が長い
のに比べ、本発明においてはパルス列が短く、励起から
サンプリングまでの時間が短いため、測定感度の面では
上記従来例よりも有利である。
第2図のシーケンスでは、J結合の大きさの違いによる
選択がされないため、J=〜101−1z付近の長距離
J結合と、J=〜150Hz付近の直接J結合の両者に
よる分裂が観測される。第4図でOH2付近と±75H
z付近にピークが生じるのはこのためである。
以下のようにすればl、この直接J結合と長距離J結合
を区別して測定することが可能であることが確認された
。即ち、IH核に照射するパルス列の内、中央の単独の
180°パルスを90’y−180’ y −90’ 
y (第5図(a))、又は90’ V−180’ V
 −90’−V(第5図(b))という組合わせパルス
に置換えれば良い。
第6図は、第5図(a)のシーケンスを用いて測定した
ロチノンについての”C−’HJ分N2DNMRスペク
トルである。第4図のスペクトルに比べ、長路1111
1J結合によるOHz付近のピークが消失し、直接J結
合による±75Hz付近のピークのみが残ることが分る
。第5図(b)シーケンスを用いると、これとは逆に長
距離J結合によるOH2付近のピークのみが残り、直接
J結合による±75Hz付近のピークが消失する。
第7図は、特定のIH核と130核のJ結合のみを残し
、その他の結合によるピークをすべて消すためのシーケ
ンスである。IH核に照射するパルス列の内、中央の1
80°パルスとして強度が小さくパルス幅が広いものを
用い、IH核用高周波の周波数を上記特定の結合に含ま
れるIH核に対応する周波数に設定すれば良い。このシ
ーケンスを用いれば、選ばれた特定のIH核のみが励起
され、そのIH核の磁化がそのIH核と結合している1
3G核に移されるため、得られるスペクトルには、その
特定のtH核と13 G核のJ結合によるピークのみが
現われることになる。
尚、上記説明ではC−HJ分解2DNMRスペクトルを
例にとって説明したが、これに限らず、1H核の大きな
磁化を移す観測核としては、31p。
15N、19F等の核も考えられる。
第2図、第5図あるいは第7図に示した各パルス中の高
周波の位相は、限定して考える必要はない。例えば、積
算の過程で適宜位相を変えることにより、不所望な成分
をキャンセルすることが可能である。
[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明よれば、大きなメモリ容量を
必要とせずに異核種J分解2ONMRスペクトルを得る
ことのできる2DNMR測定方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる方法を実施するためのNMR装
置の一例を示すブロック図、第2図、第5図及び第7図
は本発明の測定シーケンスの一例を示す図、第3図は第
1図の装置の動作を説明するためのタイミング図、第4
図及び第6図は本発明の測定シーケンスで得られる”C
−11−IJ分解2DNMRスペクトルの一例を示す図
、第8図は従来の測定シーケンスを示す図、第9図は従
来の測定シーケンスによる測定で得られた13C−’H
J分解2DNMRスペクトルの一例を示す図、第10図
は測定に用いたロチノンの構造式を示す図である。 1:11石     2:試料管 3:’l−1核用照躬コイル 4:”0M観測用送受信コイル 5: 1H核用高周波発振器 6:13G核用高周波発振器 7.8:4位相回路 9.10;選択回路 11.12,15.16:ゲート 13:変調器 14:ランダムノイズ発生器 18:復調回路  20:A−D変換器21:コンピュ
ータ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 a)観測核と結合関係を持つ非観測核に対し、第1の9
    0°パルス、180°パルス、第2の90°パルスをこ
    の順序でt_1/2の時間間隔で印加し、更に第2の9
    0°パルス印加後所定期間Δ経過後デカップリング用高
    周波を継続的に印加すること、 b)前記非観測核に対する180°パルス、第2の90
    °パルスの印加に対応させて、観測核に対し180°パ
    ルス、90°パルスをt_1/2の時間間隔で印加する
    こと、 c)前記b)における観測核に対する90°パルス印加
    後前記期間Δ経過後観測核の自由誘導減衰信号をt_2
    という時間にわたって検出し記憶すること、 d)前記t_1を変化させて前記a)乃至c)を繰返す
    こと、 e)前記a)乃至d)によって記憶された自由誘導減衰
    信号の集合をt_2、t_1について2次元フーリエ変
    換すること、 より成る2次元核磁気共鳴測定方法。
JP23582584A 1984-11-08 1984-11-08 2次元核磁気共鳴測定方法 Pending JPS61114150A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996018911A1 (fr) * 1994-12-16 1996-06-20 Conseil Interprofessionnel Du Vin De Bordeaux Procede d'identification d'especes vegetales et de leurs hybrides

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