Hiperdimensionalā KMR Spektroskopija

7-11-2008
nodalas/Kupce_DSCF0686.JPG

Hiperdimensionalā KMR Spektroskopija

Ēriks Kupče

Varian NMR and MRI Systems, Oxford, UK

Metodes, kas paātrina multi-dimensionālu spektru uzņemšanu ir izpelnījušās īpašu uzmanību mūsdienu kodolu magnetiskajā resonanses (KMR) spektroskopijā. Projekcijas-rekonstrukcijas metode [1-3] saīsina N-dimensionālo spektru uzņemšanas laiku par N-2 kārtām salidzinājumā ar tradicionālo uzņemšanas protokolu kurā visas dimensijas tiek pētītas neatkarīgi.

Hiperdimensionālā KMR spektroskopija [4] is principiāli jauns daudz-dimensiju spektru uzņemšanas veids kas ļauj parvarēt tradicionālās multi-dimensio-nālās KMR spektroskopijas barjeras gadījumos, kad N > 4. Mēs postulējam virtuālu N-dimensionālu datu matrici, kas atšķirībā no tradicionālās pieejas nekad netiek rekonstruēta visā pilnībā. Tā vietā mēs rekonstruējam tikai to matrices daļu kas nepieciešama doto molekulu struktūras problēmu risināšanai. Šādā parciālā hipertelpas rekonstrukcijā tiek izmantas projekcijas, kas uzņemtas izmantojot tradicionālo multi-dimensionālo metodiku. Savukārt experimentu izvēli un projekciju leņķisko optimizāciju iespējams panākt analizējot ortogonālās projekcijas.

Mēs esam izstrādājuši arī vairākas citas jaunas metodes, kas paātrina daudz-dimensiju KMR spektru uzņemšanu. Kā piemēri tiks apskatīti Hadamara spektroskopija, polarizācijas šierings (ASAP), minimalā samplinga metode (SPEED) un paralēlā KMR spektroskopija (PANSY) [5].

Hadamara spektroskopija [6] parastās spinu evolucijas vietā izmanto īpašu magnetizācijas kodēšanas tehnoloğiju. Tādā veidā tiek panākts, ka tukšie spektrālie apgabali tiek izslegti no uzņemšanas procesa tādejādi samazinot kopējo daudz-dimen-siju experimentu ilgumu. Šī tehnoloğija intensīvi izmanto multi-selektīvos radio-frekvenču impulsus.

Paralēlā spektroskopija [5] arī ir saistīta ar daudziem spinu evolūcijas periodiem. Taču atšķirībā no hiperdimensionālās spektroskopijas, vienas hiper-telpas vietā tiek pētīti un paralēli uzņemti vairāki zemākas dimensionalitātes spektri. Ši metode izmanto paralēlos uztvērējus - KMR tehnoloğiju kas parādījusies pavisam nesen. Paralelā tehnoloğija vairāk pielietojama mazo molekulu un dabas vielu spektroskopijā, kur pārsvarā izmanto paraugus ar dabisku izotopu saturu. Šī tehnoloğija ļāvusi radīt principiāli jaunus, ar informāciju bagātus experimentus, kuri molekulu struktūru atrisina vienā piegājienā tādējādi radot iespēju analizēt paraugus automātiski. Jaunjai metodei dots nosaukums PANACEA - Parallel Acquisition NMR, and All-in-one Combination of Experimental Applications [7].

Literatūra

[1] Ē. Kupče and R. Freeman, J. Amer. Chem. Soc., 125, 13958-13959 (2003).

[2] Ē. Kupče and Ray Freeman, J. Am. Chem. Soc., 126, 6429-6440 (2004).

[3] R. Freeman and Ē. Kupče, Advanced Techniques in Biophysics (J.L.R. Arrondo and A. Alonso, Eds.), Ch. 6, 131-147, Springer-Verlag, Berlin (2006).

[4] Ē. Kupče and Ray Freeman, J. Am. Chem. Soc., 128, 6020-6021 (2006).

[5] Ē. Kupče, Ray Freeman and B. K. Jones, J. Am. Chem. Soc., 128, 9606-9607 (2006).

[6] Ē. Kupče, T. Nishida, and R. Freeman, Prog. NMR Spectrosc., 42, 95-122 (2003).

[7] Ē. Kupče and Ray Freeman, J. Am. Chem. Soc. 130, 10788-10792 (2008).

Pēdējā atjaunošana 19-11-2008
Powered by Elxis - Open Source CMS