Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Destek
www.wikipedia.tr-tr.nina.az
  • Vikipedi

Sıfır ve ultra düşük alan zero to ultralow field ZULF NMR NMR aktif çekirdekleri spin 1 2 ve daha büyük içeren

Sıfır alan NMR

Sıfır alan NMR
www.wikipedia.tr-tr.nina.azhttps://www.wikipedia.tr-tr.nina.az

Sıfır ve ultra düşük alan (zero- to ultralow field- ZULF) NMR, NMR aktif çekirdekleri (spin 1/2 ve daha büyük) içeren kimyasalların nükleer manyetik rezonans spektrumlarının, manyetik alan etkisinin (Dünya alanı dahil) dikkatlice ortadan kaldırıldığı bir ortamda elde edilmesidir. ZULF NMR deneyleri, genellikle, pasif veya aktif şekilde manyetik kalkanlama yapılarak Dünya’nın manyetik alanının azaltılması ile gerçekleştirilir. Bu, süper iletken mıknatısların sağladığı yüksek manyetik alanda uygulanan yaygın NMR deneylerinin tersine bir yaklaşımdır. ZULF deneylerinde baskın etkileşim nükleer spin-spin eşleşmeleridir ve spinler ile dış manyetik alan arasındaki eşleşmeler bunun pertubasyonuna, yani sapmasına neden olur. Bu rejimde çalışmanın birçok avantajı bulunmaktadır: Manyetik alınganlık kaynaklı çizgi genişlemesi engellenir yani heterojen ortamdaki numunelerin spektrumlarındaki homojen olmamaktan kaynaklanan çizgi genişlemesi azaltır. Bir diğer avantaj ise düşük frekanslı sinyallerin, artan yüzey katmanı etkisi nedeniyle metaller gibi iletken malzemelerden kolayca geçebilmesidir. Bu durum numune kaplarının genellikle cam, kuvars veya seramikten yapıldığı yüksek alan NMR için geçerli değildir.

image
Sıfır alan NMR düzeneğinde, NMR spektroskopisi kullanılarak araştırılan bir örnek.

Yüksek alan NMR’da, radyo frekans sinyallerini algılamak için endüktif detektörler kullanır, ancak ZULF NMR deneylerinde sinyal frekansları tipik olarak çok daha düşük olduğundan (hertz ila kilohertz seviyesinde) bu yöntem verimsizdir. 2000'li yılların başında SQUID'ler, manyetorezistif sensörler ve SERF atomik manyetometreler dahil olmak üzere son derece hassas manyetik sensörlerin geliştirilmesi, NMR sinyallerini doğrudan ZULF rejiminde algılamayı mümkün kıldı. Önceki ZULF NMR deneyleri, numunenin sıfır veya çok düşük manyetik alandan yüksek manyetik alana gönderilip geleneksel bir endüksiyon bobini tarafından algılanmasına dayanıyordu. Daha sonrasında rubidyum buhar hücreleri ile çalışan atomik manyetometrelerin sıfır manyetik alanda, ZULF NMR sinyalleri algılanmasında kullanılması başarılı bir şekilde gerçekleştirildi.

Nükleer spin polarizasyonu sağlayabilecek yüksek manyetik alan olmadığından, nükleer spinler hiperpolarizasyon teknikleri kullanılarak harici olarak, başka yöntemlerle polarize edilmelidir. Bu, basitçe manyetik bir alanda spinleri polarize edip sonrasında sinyali saptamak için ZULF ortamına gönderilme seklinde olabilir ya da bunun için alternatif kimyasal reaksiyonlara dayanan hiperpolarizasyon teknikleri kullanılabilir.

Bazen bu yöntem yanlış bir şekilde nükleer kuadrupol rezonansı (nuclear quadrupole resonance-NQR) olarak adlandırılmaktadır.

image
[2-13C]-asetik asit ve [2-13C]-bromo asetik asit karışımını içeren bir numunenin yüksek alan ve sıfır alan NMR spektrumlarının karşılaştırılması. Yüksek alanda, 1H ve 13C nükleer spin türleri farklı frekanslarda salınım hareketi yaparlar ve J-esleme pertürbasyonu ile rezonans ikili, üçlü veya dörtlü multipletlere ayrılarak farklı 1H ve 13C spektrumları verir. Sıfır alanda, Larmor presesyonu yoktur ve rezonans frekansları esas olarak J-eşleşme değerleri tarafından belirlenir. Kayda değer bir özellik ise inhomojen manyetik alan olmamasından dolayı sıfır alanda piklerin dar olmasıdır.

Sıfır alan NMR deneyleri

Spin Hamiltonianlari

Nükleer spinlerin serbest evrimi, sıvı durumunda nükleer manyetik rezonans için iki ana terime ayrılabilen bir Hamiltonian (H^{\displaystyle {\hat {H}}}image) tarafından kontrol edilir. İlk terim (H^z{\displaystyle {\hat {H}}_{z}}image) spinler ile kimyasal kaymayı (σ{\displaystyle \sigma }image) da içeren dış manyetik alan arasındaki Zeeman etkileşimine karşılık gelir. Zeeman etkileşimine karşılık gelir (σ{\displaystyle \sigma }image). İkinci terim (H^J{\displaystyle {\hat {H}}_{J}}image) dolaylı spin-spin veya J-eşleşme etkileşimine karşılık gelir.

H^=H^z+H^J{\displaystyle {\hat {H}}={\hat {H}}_{z}+{\hat {H}}_{J}}image, olduğunda:

H^z=−ℏ∑aγa(1−σa)I^a⋅B0{\displaystyle {\hat {H}}_{z}=-\hbar \sum _{a}\gamma _{a}(1-\sigma _{a}){\hat {I}}_{a}\cdot B_{0}}image ve

H^J=−ℏ2π∑a>bJabI^a⋅I^b{\displaystyle {\hat {H}}_{J}=-\hbar 2\pi \sum _{a>b}J_{ab}{\hat {I}}_{a}\cdot {\hat {I}}_{b}}image ’dır.

Eşleşmiş spinlerin tüm sisteminin özeti: ℏ{\displaystyle \hbar }image, indirgenmiş Planck sabitini belirtir; γa{\displaystyle \gamma _{a}}image, spin a'nın jiromanyetik oranını belirtir; σa{\displaystyle \sigma _{a}}image, a spini için kimyasal kaymanın izotropik kısmını belirtir; Ia{\displaystyle I_{a}}image, a spininin spin operatörünü belirtir; B0{\displaystyle B_{0}}image sistemdeki tüm spinlerin maruz kaldığı dış manyetik alandır ve Jab{\displaystyle J_{ab}}image, a ve b spinleri arasındaki J-eşleşme sabitidir.

Daha da önemlisi, H^z{\displaystyle {\hat {H}}_{z}}image ve H^J{\displaystyle {\hat {H}}_{J}}image' nin görece gücü (dolayısıyla böyle bir sistemin spin dinamiği) manyetik alana bağlıdır. Örneğin, geleneksel NMR’da, |B0|{\displaystyle |B_{0}|}image genellikle 1 T'den daha büyüktür, bu nedenle 1H'nin Larmor frekansı, ν0=−γB0/2π{\displaystyle \nu _{0}=-\gamma B_{0}/2\pi }image onlarca MHz'i aşmaktadır. Bu, tipik olarak Hz ila yüzlerce Hz olan J{\displaystyle J}image - eşleşme değerlerinden çok daha yüksektir. Bu limitte H^J{\displaystyle {\hat {H}}_{J}}image, H^z{\displaystyle {\hat {H}}_{z}}image için bir pertürbasyondur. Buna karşılık, nanotesla düzeyindeki manyetik alanda, Larmor frekansları J{\displaystyle J}image-eşleşmelerinden çok daha küçük olabilir ve bu duruma H^J{\displaystyle {\hat {H}}_{J}}image baskındır.

Polarizasyon

ZULF NMR’da sinyal nükleer spin manyetizasyonu ile doğru orantılı olduğundan, sinyali tespit edebilmek için ilk olarak nükleer spin topluluğunu polarize etmek gerekir. Nükleer spin polarizasyonu oluşturmak için birkaç farklı yöntem mevcuttur. En yaygın olanı, spinlerin bir manyetik alanda termal dengeye ulaşmasına izin vermektir ve Zeeman etkileşimi nedeniyle manyetik alanla nükleer spin hizalaması ile zayıf spin polarizasyonu meydana gelir. Bu şekilde üretilen polarizasyon, tesla manyetik alan şiddeti için 10−6 seviyesindedir.

Alternatif bir yaklaşım ise nükleer spin polarizasyonu oluşturmak için kimyasal ve fiziksel yöntemler olan hiperpolarizasyon tekniklerini kullanmaktır. Örnek olarak para hidrojen kaynaklı polarizasyon, soy gaz atomlarının spin-değişimli optik pompalanması, çözünme dinamik nükleer polarizasyon ve kimyasal olarak indüklenmiş dinamik nükleer polarizasyon yöntemleri verilebilir.

Uyarma ve spin manipülasyonu

NMR deneyleri için, spin sisteminin geçici, durağan olmayan bir durumunun oluşması gerekmektedir. Geleneksel yüksek alan NMR deneylerinde, radyo frekans darbeleri, manyetizasyonu ana manyetik alan yönünden yatay düzleme doğru eğer. Yatay düzleme ulaştıktan sonra manyetizasyon artık durağan bir durumda (ya da özdurumu'nda) değildir ve bu nedenle, saptanabilir bir salınımla manyetik alan yaratarak ana manyetik alan etrafında presesyon hareketi yapmaya başlar.

image
Yüksek alandaki bir 1H-13C spin çiftinin termal denge hali, her iki spinin de B0  manyetik alanında polarize olduğu bir duruma karşılık gelir ve 1H spin polarizasyonu, 13C spin polarizasyonundan yaklaşık 4 kat daha fazladır. Bu, yüksek alanda sabit bir state’dir. Eğer manyetik alan adiyabatik olmayan (hızlı) bir şekilde kapatılırsa, sabit olmayan state gelişmeye başlar. Polarizasyon, 1H ile 13C spinleri arasında, J-eşleşme frekansında (bu örnekte 210 Hz) salınım yapar ve bu da ZULF NMR’da J-spektrumunu verir.

ZULF deneylerinde, spin sisteminin durağan olmayan durumların oluşumunu indüklemek için sabit manyetik alan darbeleri kullanılır. Sıfır alan eigenstate’leri arasında koherens oluşmasını sağlamak için iki ana strateji vardır: (1) manyetik alanın sözde yüksek alandan, sıfır veya ultra düşük manyetik alana aniden geçirilmesi veya (2) yavaşça numuneye uygulanan manyetik alan azaltılarak sıfır manyetik alana ulaşılıp Zeeman popülasyonunu sıfır alan eigenstate’e dönüştürülmesi ve hemen ardından sabit manyetik alan darbesi uygulanması. Basit bir heteronükleer J-eslenme spin çifti durumunda, bu uyarma şemalarının her ikisi de tekli ve üçlü state’ler arasında bir geçişi indükler, bu da saptanabilir bir salınımlı manyetik alan oluşturur. Ancak, seçici darbeler, iki boyutlu deneyler ve ayrıştırma şemaları gibi daha karmaşık darbe dizileri de bildirilmiştir.

Sinyal deteksiyonu

NMR sinyalleri genellikle endüktif olarak saptanır, ancak bir ZULF deneyinde numuneler tarafından yayılan elektromanyetik radyasyonun düşük frekanslı olması nedeniyle, enduktif algılama yöntemi düşük alanlardaki ölçümlerde kullanışsızdır. Bu nedenle, katı numunelerde sıfır alan NMR’ını ölçmek için ilk yaklaşım manyetik alan döngüsü teknikleriydi. Alan döngüsü tekniği üç adımdan oluşur: hazırlık, evrim ve algılama. Hazırlık aşamasında nükleer spinleri manyetize etmek için bir manyetik alan uygulanır. Daha sonra, evrim aşamasını başlatmak için manyetik alan aniden sıfıra indirilir ve böylece manyetizasyon sıfır alan Hamiltonian’ı altında gelişir. Bir süre sıfır alanda bekledikten sonra manyetik alan tekrar uygulanır ve sinyal yüksek alanda endüktif olarak algılanır. Tek bir alan döngüsünde, gözlemlenen manyetizasyon, sıfır alan gelişim süresinde yalnızca tek bir değere karşılık gelir. Manyetik alan döngü deneylerinde sıfır alanda gecen zamanı değiştirerek, yani manyetizasyonun gelişmesi ve azalmasını nokta nokta tespit ederek, zamanla değişen manyetizasyon saptanabilir. Bu manyetizasyonun Fourier dönüşümü yapılarak, sıfır alan absorbsiyon spektrumu elde edilir.

Son derece hassas manyetometre tekniklerinin ortaya çıkması, yerinde sıfır alan NMR sinyallerinin saptanabilmesini sağladı. Örnekler arasında süper iletken kuantum girişim cihazları (SQUID'ler), manyetorezistif sensörler ve SERF atomik manyetometreler sayılabilir. SQUID'ler yüksek duyarlılığa sahiptir, ancak çalışmak için kriyojenik koşullar gerektirir, bu da kimyasal veya biyolojik numunelerin tespiti için kullanılmalarını pratik olarak biraz zorlaştırır. Manyetorezistif sensörler daha az hassas olmakla birlikte kullanımları kolaydır ve NMR örneğine daha yakın yerleştirilebilmeleri, yakinlik duyarlılığı arttırdığından, avantajlıdır. ZULF NMR deneylerinde kullanılan en yaygın sensörler, yüksek hassasiyete sahip olan ve bir NMR numunesinin yakınına yerleştirilebilen optikli pompalanan manyetometrelerdir.

ZULF rejiminin tanımı

Sıfır, ultra düşük, düşük ve yüksek alan NMR arasındaki sınırlar kesin olarak tanımlanmamıştır, ancak yaklaşık ise yarayan tanımlar çözeltideki küçük molekülleri içeren deneylerde rutin kullanımdadır. Sıfır ile ultra düşük alan arasındaki sınır, genellikle nükleer spin presesyon frekansının spin relaksasyon hızıyla eşleştiği manyetik alan olarak tanımlanır, yani sıfır manyetik alanda nükleer spinler, dış alan etrafında ilerlediklerinden daha hızlı gevşer. Ultra düşük ile düşük alan arasındaki sınır genellikle, farklı nükleer spin türleri arasındaki Larmor frekans farklılıklarının spin-spin (J veya dipolar) eşleşmeleriyle eşleştiği, yani ultra düşük alan spin-spin eşleşmelerinin hâkim olduğu ve Zeeman etkileşiminin pertubasyon olduğu alan olarak tanımlanır. Düşük ile yüksek alan arasındaki sınır daha belirsizdir ve bu terimler uygulama veya araştırma konusuna bağlı olarak farklı şekillerde kullanılmaktadır. ZULF NMR söz konusu olduğunda sınır, bir numunedeki aynı izotopik türün çekirdekleri arasındaki kimyasal kayma farklılıklarının spin-spin etkileşimi eşleştiği alan olarak tanımlanır.

Bu tanımların çalışılmakta olan numuneye büyük ölçüde bağlı olduğunu ve alan rejimi sınırlarının nükleer spin türleri, spin-spin eşleşme kuvveti ve spin relaksasyon süreleri gibi numuneye has parametrelerle yüksek oranda farklılaşabileceğini belirtmek gerekir.

image
J-eşleşme sabiti 100 Hz olan bir 1H-13C spin çiftinin farklı manyetik alanlar altında NMR rezonansı.

Ayrıca bakınız

  • Nükleer manyetik rezonans spektroskopisi
  • Manyetik Rezonans Görüntüleme

Kaynakça

  1. ^ Burueva (8 Haziran 2020). "Chemical Reaction Monitoring using Zero-Field Nuclear Magnetic Resonance Enables Study of Heterogeneous Samples in Metal Containers". 59 (39): 17026-17032. doi:10.1002/anie.202006266. 
  2. ^ Sheng (18 Nisan 2013). "Subfemtotesla Scalar Atomic Magnetometry Using Multipass Cells". Physical Review Letters. 110 (16): 160802. doi:10.1103/PhysRevLett.110.160802. (PMID) 23679590. 
  3. ^ Commissariat (24 Nisan 2013). "Atomic magnetometer is most sensitive yet". . 22 Ağustos 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 2 Ocak 2022. 
  4. ^ ABD patent 6.919.838
  5. ^ Sjolander (2017). "Transition-Selective Pulses in Zero-Field Nuclear Magnetic Resonance". J. Phys. Chem. A. 120 (25): 4343-4348. doi:10.1021/acs.jpca.6b04017. 
  6. ^ Sjolander (2017). "13C-decoupled J-coupling spectroscopy using two-dimensional nuclear magnetic resonance at zero-field". 8 (7): 1512-1516. doi:10.1021/acs.jpclett.7b00349. 
  7. ^ Weitekamp (30 Mayıs 1983). "Zero-Field Nuclear Magnetic Resonance". Phys. Rev. Lett. 50: 1807. doi:10.1103/PhysRevLett.50.1807. 
  8. ^ "A Hitchhiker's Guide to ZULF NMR". 3 Eylül 2020. 5 Aralık 2021 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 2 Ocak 2022. 

Konuyla ilgili yayınlar

  • MP Ledbetter, C. Crawford, A. Pines, D. Wemmer, S. Knappe, J. Kitching, D. Budker " Sıfır manyetik alanda NMR J-spektrumlarının optik tespiti 6 Aralık 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde . " J. Magn. Rezonans. (2009), 199, 25-29.
  • T. Theis, P. Ganssle, G. Kervern, S. Knappe, J. Kitching, MP Ledbetter, D. Budker ve A. Pines; “ Parahidrojenle güçlendirilmiş sıfır alan nükleer manyetik rezonans 6 Aralık 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde . ” Nature Physics (2011), 7, 571–575.

İlave linkler

  • https://pines.berkeley.edu/research/ultra-low-field-zero-field-nmr 6 Aralık 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
  • https://pines.berkeley.edu/publications/chemical-analysis-using-j-coupling-multiplets-zero-field-nmr-0 6 Aralık 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde .

wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar

Sifir ve ultra dusuk alan zero to ultralow field ZULF NMR NMR aktif cekirdekleri spin 1 2 ve daha buyuk iceren kimyasallarin nukleer manyetik rezonans spektrumlarinin manyetik alan etkisinin Dunya alani dahil dikkatlice ortadan kaldirildigi bir ortamda elde edilmesidir ZULF NMR deneyleri genellikle pasif veya aktif sekilde manyetik kalkanlama yapilarak Dunya nin manyetik alaninin azaltilmasi ile gerceklestirilir Bu super iletken miknatislarin sagladigi yuksek manyetik alanda uygulanan yaygin NMR deneylerinin tersine bir yaklasimdir ZULF deneylerinde baskin etkilesim nukleer spin spin eslesmeleridir ve spinler ile dis manyetik alan arasindaki eslesmeler bunun pertubasyonuna yani sapmasina neden olur Bu rejimde calismanin bircok avantaji bulunmaktadir Manyetik alinganlik kaynakli cizgi genislemesi engellenir yani heterojen ortamdaki numunelerin spektrumlarindaki homojen olmamaktan kaynaklanan cizgi genislemesi azaltir Bir diger avantaj ise dusuk frekansli sinyallerin artan yuzey katmani etkisi nedeniyle metaller gibi iletken malzemelerden kolayca gecebilmesidir Bu durum numune kaplarinin genellikle cam kuvars veya seramikten yapildigi yuksek alan NMR icin gecerli degildir Sifir alan NMR duzeneginde NMR spektroskopisi kullanilarak arastirilan bir ornek Yuksek alan NMR da radyo frekans sinyallerini algilamak icin enduktif detektorler kullanir ancak ZULF NMR deneylerinde sinyal frekanslari tipik olarak cok daha dusuk oldugundan hertz ila kilohertz seviyesinde bu yontem verimsizdir 2000 li yillarin basinda SQUID ler manyetorezistif sensorler ve SERF atomik manyetometreler dahil olmak uzere son derece hassas manyetik sensorlerin gelistirilmesi NMR sinyallerini dogrudan ZULF rejiminde algilamayi mumkun kildi Onceki ZULF NMR deneyleri numunenin sifir veya cok dusuk manyetik alandan yuksek manyetik alana gonderilip geleneksel bir enduksiyon bobini tarafindan algilanmasina dayaniyordu Daha sonrasinda rubidyum buhar hucreleri ile calisan atomik manyetometrelerin sifir manyetik alanda ZULF NMR sinyalleri algilanmasinda kullanilmasi basarili bir sekilde gerceklestirildi Nukleer spin polarizasyonu saglayabilecek yuksek manyetik alan olmadigindan nukleer spinler hiperpolarizasyon teknikleri kullanilarak harici olarak baska yontemlerle polarize edilmelidir Bu basitce manyetik bir alanda spinleri polarize edip sonrasinda sinyali saptamak icin ZULF ortamina gonderilme seklinde olabilir ya da bunun icin alternatif kimyasal reaksiyonlara dayanan hiperpolarizasyon teknikleri kullanilabilir Bazen bu yontem yanlis bir sekilde nukleer kuadrupol rezonansi nuclear quadrupole resonance NQR olarak adlandirilmaktadir 2 13C asetik asit ve 2 13C bromo asetik asit karisimini iceren bir numunenin yuksek alan ve sifir alan NMR spektrumlarinin karsilastirilmasi Yuksek alanda 1H ve 13C nukleer spin turleri farkli frekanslarda salinim hareketi yaparlar ve J esleme perturbasyonu ile rezonans ikili uclu veya dortlu multipletlere ayrilarak farkli 1H ve 13C spektrumlari verir Sifir alanda Larmor presesyonu yoktur ve rezonans frekanslari esas olarak J eslesme degerleri tarafindan belirlenir Kayda deger bir ozellik ise inhomojen manyetik alan olmamasindan dolayi sifir alanda piklerin dar olmasidir Sifir alan NMR deneyleriSpin Hamiltonianlari Nukleer spinlerin serbest evrimi sivi durumunda nukleer manyetik rezonans icin iki ana terime ayrilabilen bir Hamiltonian H displaystyle hat H tarafindan kontrol edilir Ilk terim H z displaystyle hat H z spinler ile kimyasal kaymayi s displaystyle sigma da iceren dis manyetik alan arasindaki Zeeman etkilesimine karsilik gelir Zeeman etkilesimine karsilik gelir s displaystyle sigma Ikinci terim H J displaystyle hat H J dolayli spin spin veya J eslesme etkilesimine karsilik gelir H H z H J displaystyle hat H hat H z hat H J oldugunda H z ℏ aga 1 sa I a B0 displaystyle hat H z hbar sum a gamma a 1 sigma a hat I a cdot B 0 ve H J ℏ2p a gt bJabI a I b displaystyle hat H J hbar 2 pi sum a gt b J ab hat I a cdot hat I b dir Eslesmis spinlerin tum sisteminin ozeti ℏ displaystyle hbar indirgenmis Planck sabitini belirtir ga displaystyle gamma a spin a nin jiromanyetik oranini belirtir sa displaystyle sigma a a spini icin kimyasal kaymanin izotropik kismini belirtir Ia displaystyle I a a spininin spin operatorunu belirtir B0 displaystyle B 0 sistemdeki tum spinlerin maruz kaldigi dis manyetik alandir ve Jab displaystyle J ab a ve b spinleri arasindaki J eslesme sabitidir Daha da onemlisi H z displaystyle hat H z ve H J displaystyle hat H J nin gorece gucu dolayisiyla boyle bir sistemin spin dinamigi manyetik alana baglidir Ornegin geleneksel NMR da B0 displaystyle B 0 genellikle 1 T den daha buyuktur bu nedenle 1H nin Larmor frekansi n0 gB0 2p displaystyle nu 0 gamma B 0 2 pi onlarca MHz i asmaktadir Bu tipik olarak Hz ila yuzlerce Hz olan J displaystyle J eslesme degerlerinden cok daha yuksektir Bu limitte H J displaystyle hat H J H z displaystyle hat H z icin bir perturbasyondur Buna karsilik nanotesla duzeyindeki manyetik alanda Larmor frekanslari J displaystyle J eslesmelerinden cok daha kucuk olabilir ve bu duruma H J displaystyle hat H J baskindir Polarizasyon ZULF NMR da sinyal nukleer spin manyetizasyonu ile dogru orantili oldugundan sinyali tespit edebilmek icin ilk olarak nukleer spin toplulugunu polarize etmek gerekir Nukleer spin polarizasyonu olusturmak icin birkac farkli yontem mevcuttur En yaygin olani spinlerin bir manyetik alanda termal dengeye ulasmasina izin vermektir ve Zeeman etkilesimi nedeniyle manyetik alanla nukleer spin hizalamasi ile zayif spin polarizasyonu meydana gelir Bu sekilde uretilen polarizasyon tesla manyetik alan siddeti icin 10 6 seviyesindedir Alternatif bir yaklasim ise nukleer spin polarizasyonu olusturmak icin kimyasal ve fiziksel yontemler olan hiperpolarizasyon tekniklerini kullanmaktir Ornek olarak para hidrojen kaynakli polarizasyon soy gaz atomlarinin spin degisimli optik pompalanmasi cozunme dinamik nukleer polarizasyon ve kimyasal olarak induklenmis dinamik nukleer polarizasyon yontemleri verilebilir Uyarma ve spin manipulasyonu NMR deneyleri icin spin sisteminin gecici duragan olmayan bir durumunun olusmasi gerekmektedir Geleneksel yuksek alan NMR deneylerinde radyo frekans darbeleri manyetizasyonu ana manyetik alan yonunden yatay duzleme dogru eger Yatay duzleme ulastiktan sonra manyetizasyon artik duragan bir durumda ya da ozdurumu nda degildir ve bu nedenle saptanabilir bir salinimla manyetik alan yaratarak ana manyetik alan etrafinda presesyon hareketi yapmaya baslar Yuksek alandaki bir 1H 13C spin ciftinin termal denge hali her iki spinin de B0 manyetik alaninda polarize oldugu bir duruma karsilik gelir ve 1H spin polarizasyonu 13C spin polarizasyonundan yaklasik 4 kat daha fazladir Bu yuksek alanda sabit bir state dir Eger manyetik alan adiyabatik olmayan hizli bir sekilde kapatilirsa sabit olmayan state gelismeye baslar Polarizasyon 1H ile 13C spinleri arasinda J eslesme frekansinda bu ornekte 210 Hz salinim yapar ve bu da ZULF NMR da J spektrumunu verir ZULF deneylerinde spin sisteminin duragan olmayan durumlarin olusumunu induklemek icin sabit manyetik alan darbeleri kullanilir Sifir alan eigenstate leri arasinda koherens olusmasini saglamak icin iki ana strateji vardir 1 manyetik alanin sozde yuksek alandan sifir veya ultra dusuk manyetik alana aniden gecirilmesi veya 2 yavasca numuneye uygulanan manyetik alan azaltilarak sifir manyetik alana ulasilip Zeeman populasyonunu sifir alan eigenstate e donusturulmesi ve hemen ardindan sabit manyetik alan darbesi uygulanmasi Basit bir heteronukleer J eslenme spin cifti durumunda bu uyarma semalarinin her ikisi de tekli ve uclu state ler arasinda bir gecisi indukler bu da saptanabilir bir salinimli manyetik alan olusturur Ancak secici darbeler iki boyutlu deneyler ve ayristirma semalari gibi daha karmasik darbe dizileri de bildirilmistir Sinyal deteksiyonu NMR sinyalleri genellikle enduktif olarak saptanir ancak bir ZULF deneyinde numuneler tarafindan yayilan elektromanyetik radyasyonun dusuk frekansli olmasi nedeniyle enduktif algilama yontemi dusuk alanlardaki olcumlerde kullanissizdir Bu nedenle kati numunelerde sifir alan NMR ini olcmek icin ilk yaklasim manyetik alan dongusu teknikleriydi Alan dongusu teknigi uc adimdan olusur hazirlik evrim ve algilama Hazirlik asamasinda nukleer spinleri manyetize etmek icin bir manyetik alan uygulanir Daha sonra evrim asamasini baslatmak icin manyetik alan aniden sifira indirilir ve boylece manyetizasyon sifir alan Hamiltonian i altinda gelisir Bir sure sifir alanda bekledikten sonra manyetik alan tekrar uygulanir ve sinyal yuksek alanda enduktif olarak algilanir Tek bir alan dongusunde gozlemlenen manyetizasyon sifir alan gelisim suresinde yalnizca tek bir degere karsilik gelir Manyetik alan dongu deneylerinde sifir alanda gecen zamani degistirerek yani manyetizasyonun gelismesi ve azalmasini nokta nokta tespit ederek zamanla degisen manyetizasyon saptanabilir Bu manyetizasyonun Fourier donusumu yapilarak sifir alan absorbsiyon spektrumu elde edilir Son derece hassas manyetometre tekniklerinin ortaya cikmasi yerinde sifir alan NMR sinyallerinin saptanabilmesini sagladi Ornekler arasinda super iletken kuantum girisim cihazlari SQUID ler manyetorezistif sensorler ve SERF atomik manyetometreler sayilabilir SQUID ler yuksek duyarliliga sahiptir ancak calismak icin kriyojenik kosullar gerektirir bu da kimyasal veya biyolojik numunelerin tespiti icin kullanilmalarini pratik olarak biraz zorlastirir Manyetorezistif sensorler daha az hassas olmakla birlikte kullanimlari kolaydir ve NMR ornegine daha yakin yerlestirilebilmeleri yakinlik duyarliligi arttirdigindan avantajlidir ZULF NMR deneylerinde kullanilan en yaygin sensorler yuksek hassasiyete sahip olan ve bir NMR numunesinin yakinina yerlestirilebilen optikli pompalanan manyetometrelerdir ZULF rejiminin tanimiSifir ultra dusuk dusuk ve yuksek alan NMR arasindaki sinirlar kesin olarak tanimlanmamistir ancak yaklasik ise yarayan tanimlar cozeltideki kucuk molekulleri iceren deneylerde rutin kullanimdadir Sifir ile ultra dusuk alan arasindaki sinir genellikle nukleer spin presesyon frekansinin spin relaksasyon hiziyla eslestigi manyetik alan olarak tanimlanir yani sifir manyetik alanda nukleer spinler dis alan etrafinda ilerlediklerinden daha hizli gevser Ultra dusuk ile dusuk alan arasindaki sinir genellikle farkli nukleer spin turleri arasindaki Larmor frekans farkliliklarinin spin spin J veya dipolar eslesmeleriyle eslestigi yani ultra dusuk alan spin spin eslesmelerinin hakim oldugu ve Zeeman etkilesiminin pertubasyon oldugu alan olarak tanimlanir Dusuk ile yuksek alan arasindaki sinir daha belirsizdir ve bu terimler uygulama veya arastirma konusuna bagli olarak farkli sekillerde kullanilmaktadir ZULF NMR soz konusu oldugunda sinir bir numunedeki ayni izotopik turun cekirdekleri arasindaki kimyasal kayma farkliliklarinin spin spin etkilesimi eslestigi alan olarak tanimlanir Bu tanimlarin calisilmakta olan numuneye buyuk olcude bagli oldugunu ve alan rejimi sinirlarinin nukleer spin turleri spin spin eslesme kuvveti ve spin relaksasyon sureleri gibi numuneye has parametrelerle yuksek oranda farklilasabilecegini belirtmek gerekir J eslesme sabiti 100 Hz olan bir 1H 13C spin ciftinin farkli manyetik alanlar altinda NMR rezonansi Ayrica bakinizNukleer manyetik rezonans spektroskopisi Manyetik Rezonans GoruntulemeKaynakca Burueva 8 Haziran 2020 Chemical Reaction Monitoring using Zero Field Nuclear Magnetic Resonance Enables Study of Heterogeneous Samples in Metal Containers 59 39 17026 17032 doi 10 1002 anie 202006266 Sheng 18 Nisan 2013 Subfemtotesla Scalar Atomic Magnetometry Using Multipass Cells Physical Review Letters 110 16 160802 doi 10 1103 PhysRevLett 110 160802 PMID 23679590 Commissariat 24 Nisan 2013 Atomic magnetometer is most sensitive yet 22 Agustos 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 2 Ocak 2022 ABD patent 6 919 838 Sjolander 2017 Transition Selective Pulses in Zero Field Nuclear Magnetic Resonance J Phys Chem A 120 25 4343 4348 doi 10 1021 acs jpca 6b04017 Sjolander 2017 13C decoupled J coupling spectroscopy using two dimensional nuclear magnetic resonance at zero field 8 7 1512 1516 doi 10 1021 acs jpclett 7b00349 Weitekamp 30 Mayis 1983 Zero Field Nuclear Magnetic Resonance Phys Rev Lett 50 1807 doi 10 1103 PhysRevLett 50 1807 A Hitchhiker s Guide to ZULF NMR 3 Eylul 2020 5 Aralik 2021 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 2 Ocak 2022 Konuyla ilgili yayinlarMP Ledbetter C Crawford A Pines D Wemmer S Knappe J Kitching D Budker Sifir manyetik alanda NMR J spektrumlarinin optik tespiti 6 Aralik 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde J Magn Rezonans 2009 199 25 29 T Theis P Ganssle G Kervern S Knappe J Kitching MP Ledbetter D Budker ve A Pines Parahidrojenle guclendirilmis sifir alan nukleer manyetik rezonans 6 Aralik 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde Nature Physics 2011 7 571 575 Ilave linklerhttps pines berkeley edu research ultra low field zero field nmr 6 Aralik 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde https pines berkeley edu publications chemical analysis using j coupling multiplets zero field nmr 0 6 Aralik 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde

Yayın tarihi: Temmuz 10, 2024, 22:35 pm
En çok okunan
  • Kasım 23, 2024

    Acantharctia bivittata

  • Kasım 23, 2024

    Acantharctia aurivillii

  • Kasım 23, 2024

    Acantharctia atriramosa

  • Kasım 23, 2024

    Acantharctia nivea

  • Kasım 23, 2024

    Acantharctia nigrivena

Günlük

  • Stamata Revithi

  • Fransızlar

  • Büyük Okyanus

  • Tsung-Dao Lee

  • Yılın günleri listesi

  • Lozan Barış Konferansı

  • Formula 1

  • Galešnjak

  • Türkiye

  • Galatasaray S

NiNa.Az - Stüdyo

  • Vikipedi

Bültene üye ol

Mail listemize abone olarak bizden her zaman en son haberleri alacaksınız.
Temasta ol
Bize Ulaşın
DMCA Sitemap Feeds
© 2019 nina.az - Her hakkı saklıdır.
Telif hakkı: Dadaş Mammedov
Üst