реферат
Главная

Рефераты по зарубежной литературе

Рефераты по логике

Рефераты по маркетингу

Рефераты по международному публичному праву

Рефераты по международному частному праву

Рефераты по международным отношениям

Рефераты по культуре и искусству

Рефераты по менеджменту

Рефераты по металлургии

Рефераты по муниципальному праву

Рефераты по налогообложению

Рефераты по оккультизму и уфологии

Рефераты по педагогике

Рефераты по политологии

Рефераты по праву

Биографии

Рефераты по предпринимательству

Рефераты по психологии

Рефераты по радиоэлектронике

Рефераты по риторике

Рефераты по социологии

Рефераты по статистике

Рефераты по страхованию

Рефераты по строительству

Рефераты по схемотехнике

Рефераты по таможенной системе

Сочинения по литературе и русскому языку

Рефераты по теории государства и права

Рефераты по теории организации

Рефераты по теплотехнике

Рефераты по технологии

Рефераты по товароведению

Рефераты по транспорту

Рефераты по трудовому праву

Рефераты по туризму

Рефераты по уголовному праву и процессу

Рефераты по управлению

Реферат: ЯМР-спектроскопія

Реферат: ЯМР-спектроскопія

Міністерство Освіти та Науки України

Національний Технічний Університет України

Київський Політехнічний Інститут

Реферат

на тему: ЯМР-спектроскопія

Київ 2010


1. Суть методу

Явище ядерного магнітного резонансу (ЯМР), відкрите в 1946 р., поклало початок новій області радіоспектроскопії, що знайшла широке застосування, особливо у хімічних дослідженнях. В органічній хімії спектроскопія ЯМР високої роздільної здатності дала в руки вчених новий потужний структурний і аналітичний метод, що дозволяє отримувати інформацію про будову складних молекул, недоступну іншим існуючим хімічним і фізичним методам. Величина «хімічного зсуву» стала в останній час обов’язковою структурною характеристикою складних органічних сполук.

У випадку аморфних та кристалічних твердих тіл, особливо високомолекулярних сполук, спектроскопія ЯМР дає можливість слідкувати за конфігураційними змінами, розморожуванням внутрішньомолекулярних і міжмолекулярних степенів свободи та іншими «тонкими» процесами, які до останнього часу залишались недоступними для спостереження.[1]

Ядерний магнітний резонанс (ЯМР) — це явище резонансного поглинання радіочастотних хвиль речовинами, що містять ядра з ненульовим спіном і непарним числом протонів в зовнішньому магнітному, обумовлене переорієнтацією магнітних моментів ядер. В таблиці 1 наведені деякі із них:[2]

Ізотоп Позначення Спінове квантове число Гіромагнітне відношення (МГц/Тл)
Водень

1H

1/2 42.6
Вуглець

13C

1/2 10.7
Кисень

17O

5/2 5.8
Фтор

19F

1/2 40.0
Натрій

23Na

3/2 11.3
Магній

25Mg

5/2 2.6
Фосфор

31P

1/2 17.2
Сірка

33S

3/2 3.3
Залізо

57Fe

1/2 1.4

ЯМР-спектроскопія — метод ідентифікації та вивчення речовин, що базується на ядерному магнітному резонансі (ЯМР). Найчастіше застосовується для органічних сполук. На сьогодні ЯМР-спектроскопія дозволяє ідентифікувати сполуку маючи менше 1 мг речовини. Зразок розчиняють в непротонному (часто дейтерованому) розчиннику, ампулу вміщують в ЯМР спектрометр, після нетривалого (для простих сполук порядку 30 сек) накопичення сигналу отримують спектр, де по положенню піків (частоті поля збудження) окремих протонів (для ПМР — протонного магнітного резонансу) характеризують сполуку. Широкому використанню заважає тільки висока ціна пристроїв (від 1 мільйона гривень та вище).[3]

2. Схема пристрою

Рис. 2.1. Система датчика сигналів ЯМР на двух котушках. Передаюча котушка, що розташована вздовж осі х, живиться напругою з частотою ω , що лінійно змінюється в часі. Приймаюча котушка, розташована вздовж осі у, приймає компоненту ядерної намагніченості Мy. Фазовий детектор виділяє обі складові Му — дисперсію  поглинання .


Система датчиків ЯМР сигналу на двух котушках не є обов’язковою. В принципі обидві котушки можуть бути розміщенні по одній осі і, отже, замінені однією котушкою, яка одночасно використовується як приймаюча і передаюча. Блок-схема найпростішого однокотушечного спектрометра ЯМР (рис.2.2) включає наступні суттєві елементи: магніт з напруженістю 1-2 Тл, котушку приймаюче передаючої системи, розташовану в зазорі магніту і орієнтовану перпендикулярно осі z, мостову схему, в одно плече якої включена котушка, генератор високої частоти , підібраний у відповідності з величинами  і . Крім того, спектрометр повинен містити систему розгортки (наприклад, по частоті), підсилювачі по високій частоті та по частотам модуляції, а також пристрій для реєстрації сигналів ЯМР, наприклад самопишучий потенціометр, на одну вісь якого подається напруга сигналу, а на іншу — напруга, пропорційна частоті розгортки (при частотному свипі). Розуміється, «серцем» усієї системи є зразок, що являє собою ампулу, що містить ядра досліджуваного типу.[4]

Рис. 2.2. Блок-схема найпростішого спектрометра ЯМР з розгорткою

по частоті


3. Об’єкт контролю

ЯМР-спектроскопія використовується в першу чергу для біологічних медичних досліджень. Зокрема це уточнення хімічного складу новоутворень без хірургічного втручання[5][6], а також дослідження різноманітних органічних сполук (їх хімічний склад, зв’язки, об’ємна модель, тощо).[7]

Також існують лабораторії, які займаються дослідженням твердих нерозчинних сполук.[8] В якості об'єкта для дослідження методом спектроскопії ЯМР твердого тіла можуть виступати всілякі тверді матеріали:

полімери, біополімери;

молекулярні сита (цеоліти, нанокристалічні цеоліти та ін.);

наноматеріали (фулерени, нанотрубки і ін..);

гібридні системи; скла, кераміки, мінерали;

композитні матеріали;

напівпровідники і тверді іонні провідники;

вуглецеві матеріали;

ліки (мультикристалічний поліморфізм фармацевтичних сполук, структура і активність фармакологічних агентів в полімерних матрицях, фазові переходи між кристалічними і аморфними формами, зміна структури при виробництві і стабільність лікарських з’єднань);

природні сполуки;

харчові продукти;

промислові та індустріальні твердотільні з'єднання (вугілля, металургійні кокси, полімерні і біополімерні плівки, газороздільні мембрани, сорбенти та ін..).[9]


4. Основні результати

ЯМР дослідження – тисячі томографів в медичних закладах, і також велика кількість різноманітних ЯМР спектрометрів в дослідницьких центрах і лабораторіях по всьому світу. Тож основні результати, це – різноманіття методів, безліч статей в яких описано дослідження різних властивостей органічних та неорганічних сполук, які цікавили дослідників.

Ось кілька прикладів:[10]

·  05.09-19Б1.279 Спектроскопия ЯМР 1H в недейтерированном растворителе (НЕ D-ЯМР-спектоскопия) как удобный метод анализа растворов литийорганических соединений (RLI), RMGX И LDA. Журнал: РЖ 19АБ-1. Общие вопросы химии. Физическая химия (Строение молекул). Издательство: ООО "НТИ-КОМПАКТ". 2005 ISSN 0208-1695.

·  06.15-19Б2.459 2H-ЯМР- спектоскопия адсорбации дейтерия на одностеночных углеродных нанотрубках. Журнал: РЖ 19Б-2. Физическая химия (Кристаллохимия. Химия твердого тела. Газы. Жидкости. Аморфные тела. Поверхностные явления. Химия коллоидов). Издательство: ООО "НТИ-КОМПАКТ". 2006 ISSN 0208-1717.

·  Контроль экологической безопасности и качества зерна и муки злакових культур методом ЯМР. Е.Д. Скаковский, Л.Ю. Тычинская, О.А. Гайдукевич, А.Н. Кулакова, С.В. Рыков, А.В. Воронин, Д.В. Голубев. Экологический Центр Общество восстановления и охраны природы г. Москвы, Новинский бульвар, 28/35, Москва, Россия, 121069. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. Российский университет дружбы народов. 2008.


Висновки

ЯМР-спектроскопія – прогресуюча область досліджень хімічного складу і будови найрізноманітніших сполук, що дає високоточні результати навіть при мізерній кількості ОК. Потребує висококваліфікованого наукового персоналу і дорого обладнання.


Використана література

1.  Дж. Робертс. Ядерный магнитный резонанс. Приинение в органической химии. Москва 1961. ИИЛ. стр.5.

2.  Эверт Блинк . Основы МРТ:Физика. 2000. стр.12.

3.  http://uk.wikipedia.org/wiki/ЯМР-спектроскопія

4.  Н.М. Сергеев. Спектроскопия ЯМР (для химиков-органиков). ИМУ 1981. УДК 541.6+543.422.25+547. стр.22-24.

5.  MRI Spectroscopy (MRS): http://www.rcnd.com/MRS.html

6.  http://en.wikipedia.org/wiki/In_vivo_magnetic_resonance_spectroscopy

7.  http://www.bionmr.chem.au.dk/

8.  http://www.fkf.mpg.de/jansen/p210/english/research.html

9.  Центр спектроскопии ЯМР твердого тела: http://www.ssnmr.ru/

10.  Научная электронная библиотека: http://elibrary.ru/


[1] Дж. Робертс. Ядерный магнитный резонанс. Приинение в органической химии. Москва 1961. ИИЛ. стр.5.

[2] Эверт Блинк . Основы МРТ:Физика. 2000. стр.12.

[3] http://uk.wikipedia.org/wiki/ЯМР-спектроскопія

[4] Н.М. Сергеев. Спектроскопия ЯМР (для химиков-органиков). ИМУ 1981. УДК 541.6+543.422.25+547. стр.22-24.

[5] MRI Spectroscopy (MRS): http://www.rcnd.com/MRS.html

[6] MRI Spectroscopy (MRS): http://en.wikipedia.org/wiki/In_vivo_magnetic_resonance_spectroscopy

[7] http://www.bionmr.chem.au.dk/

[8] http://www.fkf.mpg.de/jansen/p210/english/research.html

[9] Центр спектроскопии ЯМР твердого тела: http://www.ssnmr.ru/

[10] Научная электронная библиотека: http://elibrary.ru/



© 2011 Онлайн база рефератов, курсовых работ и дипломных работ.