logo
  1. Главная страница
  2. Презентации
  3. Общий
  4. Ядро магнит резонанси (ЯМР) спектроскопиясининг физикавий асослари

Ядро магнит резонанси (ЯМР) спектроскопиясининг физикавий асослари

Загружено в:

10.08.2023

Скачано:

0

Размер:

12890.5 KB
Скачать
Ядро магнит резонанси (ЯМР) спектроскопияси нинг физикавий асослари Режа: 1. Тарихий маълумотлар. 2. Я дро спинининг табиати. Ядронинг магнит моменти 3 . Магнит энергетик сатҳлар ва улар орасидаги ўтишлар 4. ЯМР сигналининг ҳосил бўлиш шарти . 5 . Yadro magnit rezonansi hodisasining klassik modeli . Лармор прецессияси 6 . U zluksiz maromda ishlaydigan YaMR spektrometr 7 . Хулоса 1. ЯМР бўйича Нобель мукофотининг совриндорлари • 1. Ядро магнит резонанси ҳодисаси 1946 йилда америкалик олимлар Феликс Блох ва Эдвард Парселлар томонидан бир бирига боғлиқ бўлмаган ҳолда деярли бир вақтда очилган. ЯМР ҳодисасини биринчи бўлиб Гарвард университетида Эдвард Миллс Парсел, Henry С. Торри ва Роберт Вивиан Паунд парафинда (Phys.Rev., 69, 37 1946), Феликс Блох, Уильям Хансен ва М артин Пакард эса сувда (Phys.Rev., 69, 127, 1946), кузатганлар. December 15, 1945 • • Ф. Блох ва Э. Парсел “аниқ ядро магнит ўлчашлар учун янги усулларни ривожлантиргани ва бу билан боғлиқ янгилик очганлари учун” 1952 йилда физика соҳасидаги Нобель мукофотини олганлар. • ЯМР ҳодисаси асосида ишлайдиган ЯМР спектроскопия усули фаннинг турли соҳаларига кириб борди ва уларда инқилобий ўзгаришларга сабаб бўлди. Бунга мисол сифатида кейинги йилларда кимё ҳамда физиология ва медицина соҳаларида Нобель мукофотига сазовор бўлган қуйидаги ишларни келтириш мумкин: • 2. Ричард Эрнст (Швейцария) 1991 йилда “юқори ажратиб кўрсатиш кучига эга бўлган ядро магнит резонанси спектроскопиясининг методологиясини ривожлантиришга қўшган улуши учун” кимё соҳасида • • 3. Курт Вютрих (Швейцария, АҚШ) 2002 йилда “эритмадаги биологик макромолекулаларнинг уч ўлчамли тузилишини аниқлаш учун ядро магнит резонанси спектроскопиясини ривожлантиргани учун” кимё соҳасида • 4. Пол Лотербур (Америка) ва Питер Менсфилд (Англия) 20 0 3 йилда “магнит резонанс томография усулини яратганлиги учун” физиология ва медицина соҳасида 1. ЯМР соҳаси бўйича Нобель мукофотининг лауреатлари Феликс Блох Эдвард Парселл Ричард Эрнст Курт Вютрих Пол Лотербур Питер Мэнсфилд ЯМР ҳодисасини очганларнинг бири , Гарвард университетининг профессори Роберт Вивиан Паунд Самарқандда 1999 йил . Ушбу маърузалар муаллифи доцент Абдулла Қуватов (қўлида китоб билан) 1. Сувда кузатилган биринчи ЯМР сигнали 1. «Ажратиб к ўрсатиши юқори » бўлган биринчи ЯМР спектр 2. Ядро с пинининг табиати • Электрон нинг спини 1/2 га тенг. Кўпчилик ядролар ҳам спинга эга. • В одород атомининг ядроси фақат битта протондан иборат. Протоннинг спини ҳам электрон н ики каби 1/2 га тенг. • 1. Протонлар ва нейтронлар сони жуфт бўлган (заряди ва массаси жуфт) ядроларнинг спини нолга тенг бўлади (масалан, 4Не, 12С, 16О ва ҳоказо ). • 2. Тоқ сонли протон ва нейтронга эга бўлган ядролар (заряди тоқ, массаси жуфт) бутун сонли спинга эга бўлади (масалан, 14N нинг спини 1 га, 10В ники 3 га тенг ва ҳоказо). • 3. Тоқ сондаги массага эга бўлган ядролар ½ нинг тоқ қийматларига тенг бўлган спинга эга (масалан, 1Н, 13 C ядроларининг спини 1/2 , 17О ники 5/2 ). • Спини нолдан фар қли ҳамма ядролар ядро магнит резонанси (ЯМР) спектрига эга • Буларнинг орасида ЯМР учун спини I = ½ бўлган 1 H , 19 F , 13 C , 31 P , 29 Si , 119 Sn , 195 Pt , 199 Hg , спини I > ½ бўлган 7Li, 11B, 23Na, 33S (I = 3/2) ва бутун сонли спинга эга бўлган дейтерий 2 H ( I=1), 10B (I=3) каби ядролар жуда муҳим. 2. Yadroning magnit momenti S pinga ega bo’lgan yadrolar jumladan proton, xuddi elektron kabi o’z o’qi atrofida aylanma harakat qiladi. Buning natijasida ular xususiy mexanik momentga (xususiy impuls , spin ) L ga ega. Hamma yadrolar musbat zaryadga ega va ular bu aylanma harakatda qatnashib aylanma tok hosil qiladi, bu esa o’z navbatida yadroning o’qi bo’ylab yo’nalgan magnit dipolini paydo bo’lishiga sabab bo’ladi . Bu dipolni xuddi katta magnitlardek ikki qutbga ega bo’lgan va o’zining atrofida magnit maydoni hosil qiluvchi kichkina magnit sifatida qarash mumkin. Dipolning magnit momenti  harfi bilan belgilanadi ( 7 .1-rasm). Yadro magnit rezonansi spektroskopiyasi atom yadrosining айнан magnit xossasiga ega bo’lishiga asoslangan. Атом ядроси ўз атрофида ҳосил қилувчи магнит майдон 2. Ядронинг магнит моменти • Бу катталиклар қуйидаги муносабат орқали боғланган. • Пропорционаллик коэффициенти  , ушбу ядронинг гиромагнит доимийси бўлиб у ядрони нг муҳим характер истикаси ҳисобланади. • Квант механикасига асосан хусусий механик момент, яъни спин ва ядронинг магнит моментлари квантланган , яъни дискрет қийматларга эга. • Хусусий механик моментнинг декарт координат системасининг ихти ё рий танланган ўқига (масалан, z ўқига) проекциясини мумкин бўлган максимал қийматлари ёки хусусий қийматлари бирликларида ўлчанади ва қуйидаги муносабат билан топилади. I z m L   • бу ерда - магнит квант сони бўлиб у, ядронинг стационар • ҳолатини ёки хусусий ҳолатини ифодалайди. I m(7.2)(7.1) L    2. Магнит моментининг проекциялари • Квантлаш шартига кўра берилган I да қуйидаги қийматларни олади. • • бу ерда, I - тегишли ядронинг спин квант сони. • Демак, протон учун • Ядронинг спини унинг муҳим характеристикаси ҳисобланади. У ядро магнит моментининг доимий магнит майдонида рухсат берилган йўналишларининг сонини аниқлайди. Йўналишлар сони 2 I +1 бўлади. • Энди атрофида электрон бўлмаган (ялонғоч) протоннинг доимий магнит майдондаги ҳатти - ҳаракатини қараймизI I I I m I     ..., , 2 , 1 , I L z   Im 2 /             I m I z Spini ½ bo’lgan yadroning va holatlari deyarli bir xil energiyaga ega bo’ladi. Agar shunday yadro magnit induksiyasining kattaligi bo’lgan bir jinsli doimiy magnit maydoniga kiritilsa, bilan yadroning magnit momenti  orasidagi o’zaro ta’sir hisobiga energetik sathlarning teng qiymatliligi yo’qoladi. Agar,  ning yo’nalishi z o’qining yo’nalishi bilan mos tushsa (7.1 - rasm), magnit momentlari magnit kvant sonining qiymatiga qarab xuddi rasmdagidek yo’nalishlarga ega boladi. Bu holda, spin sistemasining ikkita energetik holati orasida farq vujudga keladi. 3. Магнит майдони билан спиннинг ўзаро таъсири 2/1Im 2/ 1  I m 0 B 0 B 0 2 B Ez    (7.4) 7.1- rasm. Spini I = 1/2 bo’lgan yadro magnit momentini B 0 induksiyali magnit maydonida kvantlanishi. 3. Магнит энергетик сатҳлар ва улар орасидаги ўтишлар • Магнит диполининг магнит майдонидаги энергияси, нинг га нисбатан йўналишига қараб ёки га тенг ( 7 .2 - расм).я  0B 0 Bz   0 Bz   • 7 .2 - расм. Магнит майдонида протон магнит энергетик сат ҳ ларини ажралиши. • Ажралган сатҳлар орасидаги фарқнинг катталиги га тўғри пропорционал . • Протон , ташқи манбанинг энергиясини ютиб , энергияси кам бўлган сатҳдан , • энергияси катта , қўзғалган сатҳга ўтади. 0B 3. Магнит энергетик сат ҳлар Умуман олганда спини I бўлган ядро учун 2 I +1 та дискрет магнит энергетик сатҳлар ҳосил бўлади. Бу қоидага кўра протон ва спини ½ бўлган бошқа ҳамма ядролар иккита сатҳга эга. Дейтерий ва 14N ядроларининг спини 1 га тенг. Уларнинг ҳар бири учун бундай сатҳлар сони 3 та, спини 3/2 бўлган 11B да эса 4 та бўлади. Магнит индукцияси (магнит оқимининг зичлиги) B0 бўлган доимий майдонда спинлари ½ ва 1 бўлган ядролар учун энергетик сатҳларнинг диаграммаси қуйидаги расмда келтирилган. 3. Магнит майдонидаги спин лар нинг йўналиши ва энергетик сатҳлар бўйлаб тақсимланиши 3. Магнит энергетик сатҳлар орасидаги ўтишлар • Борнинг частоталар шартига кўра ютилган ёки чиқарилган электромагнит тўлқиннинг энергияси • • ( 7 . 6) • частотаси эса ёки ( 7 . 7) • тенг бўлади (чунки ). • ( 7 . 7) тенглама ЯМР сигнали ҳосил бўлишининг шартини ифодалайди. • ЯМР спектр чизиғи 7 .2 - расмда кўрсатилган ўтишлар натижасида ҳосил бўлади. • Протон учун   = 2,675*108Tл-1c-1 бўлган ҳолда индукцияси 1,4 Т бўлган майдонда резонанс частотаси   = 60 МГц, бу эса тўлқин узунлиги  = 5 м бўлган электромагнит тўлқинларнинг радио соҳасига тўғри келади. 0002 ; B B h h E z          00 ) 2 / ( B     0 0 B     2 4. ЯМР сигналининг ҳосил бўлиш шарти 4. Баъзи муҳим магнит ядроларининг характеристикалари 4. Баъзи муҳим магнит ядроларининг характеристикалари Jadvaldan ko’rinib turibdiki, turli yadrolarning rezonans chastotalari bir –biridan katta farq qiladi. Bu esa o’z navbatida, spinga ega bo’lgan hamma yadrolarning spektrlarini alohida- alohida kuzatishga imkon beradi. Turli yadrolarning rezonans chastotalari (YaMR spektrlari) bir-birini qoplamaydi (ustma-ust tushmaydi). Larmor pretsestsiyasi Agar yadroni induksiyasi B 0 bo’lgan doimiy magnit maydoniga kiritsak, bu maydon yadro magnit momentiga ta’sir qiladi. Bunday ta’sir natijasida yadroning magnit momenti maydon kuch chiziqlarining, ya’ni B 0 ning atrofida aylanma (aniqrog’i, presession ) harakat qila boshlaydi (7.4-rasm). Bunday harakatga Larmor presessiyasi deyiladi. Larmor presessiyasining chastotasi, ya’ni larmor chastotasi quyidagi formula bilan aniqlanadi . yoki Bu yerda - Larmor presessiyasining chastotasi. Bu ifodani (7.7) tenglama bilan solishtirish Larmor presessiyasining chastotasi, energetik sathlarning ajralishiga tegishli chastotaga aynan teng ekanligini ko’rsatadi. Shunday qilib biz, yadrolarning elektromagnit nurlar bilan o’zaro ta’sir qilishi uchun zarur bo’lgan mexanizmni topdik. Agar elektromagnit nurlar, presessiya chastotasiga teng bo’lgan chastotaga ega bo’lsa, bunday holda ular zarracha bilan energiya almashish orqali o’zaro ta’sir qilishi mumkin. Bundan boshqa chastotalarda o’zaro ta’sir umuman bo’lmaydi. Boshqacha qilib aytganda, o’zaro ta’sir rezonans harakteriga ega . Shuning uchun ham u yadro magnit rezonansi deb ataladi.0 ) 2 / ( B L     0 B L    L  5. Лармор прецессияси Klassik fizikaga ko’ra magnit maydonida presession (aylanma) harakat qilayotgan proton 6. U zluksiz maromda ishlaydigan YaMR spektrometr Bunday spektrometr tuzilishining sxemasi 7.11-rasmda keltirilgan, rasmda masshtab saqlanmaganligini inobatga olish kerak. YaMR spektrometr radioto’lqinlar manbai (uzatgich yoki generator), namuna qo’yiladigan datchik, radiochastotali nurlanish detektori, maydon induktsiyasini ravon ko’paytiruvchi yoyish g’altaklari, qayd qiluvchi asbob va hokazolardan iborat. Juda kuchli magnit YaMR spektrometrining muhim elementi hisoblanadi. Spektrometrning ajratib ko’rsata olish qobiliyati 0,1 Gs dan kam bo’lmasligini ta’minlash uchun ikkita qat’iy talab bajarilishi kerak: magnit maydonining nisbiy nostabilligi (turg’unmasligi) 10 -8 dan ko’p bo’lmasligi va maydon tadqiq qilinayotgan butun namuna bo’ylab bir jinsli bo’lishi kerak. Birinchi spektrometrlarda ko’pchilik hollarda doimiy magnitlardan foydalanilgan. Yaxshilab temostatlangan bunday magnitlar juda turg’un va bir jinsli magnit maydoni hosil qiladi. Elektromagnitlar yordamida maydon kattaligini 2,5 T gacha yetkazish mumkin. Bunday maydonlarda protonlarning rezonans chastotasini 100 MGs gacha boradi . YaMR spektrni olish uchun, hajmi 0,5 ml suyuq (toza yoki eritma) namuna uzunligi 18 sm yaqin va diametri 0,5 sm dan kam bo’lmagan shisha trubkaga quyiladi va qutb qopqoqlari orasidagi datchikka joylashtiriladi. Qutb qopqoqlari qat’iy parallel bo’lib diametri 20-30 sm ular orasidagi masofa esa bor yo’g’i 2-3 sm ga teng bo’ladi. 6. « Uzluksiz yoyish » maromida ishlaydigan YaMR spektrometrning blok sxemasi 6 . Доимий ва электромагнитли ЯМР спектрометр лари • Доимий магнитли ЯМР спектрометр. • Протонлар учун бундай спектрометр - ларнинг ишчи частотаси 60 МГц гача бўлади Электрома гнитл и ЯМР спектрометр ларда протонлар учун ишчи частота 100 МГц гача 6. U zluksiz maromda ishlaydigan YaMR spektrometr Spektr magnit maydonini yoyish usuli bo’yicha qayd qilinganda, namunani nurlantiruvchi radiochastotali (aytaylik 100 MGs ) maydon namuna yaqinidagi vertikal maydonga joylashtirilgan g’altak orqali hosil qilinadi. Bunday tajribalarda qo’zg’atuvchi B1 maydonning quvvati 1 Vt dan kam bo’lishi kerak. Oldin kattaligi 2,5 T ga yaqin bo’lgan doimiy maydon hosil qilinadi, keyin esa bu maydon yordamchi g’altaklardagi tok kuchini oshirish hisobiga bir tekisda ravon ko’paytiriladi. Yordamchi g’altaklar elektromagnitning qutb qopqoqlari ichiga o’rnatilgan bo’lib, maxsus yoyish generatori orqali tok bilan ta’minlanadi. Qaysidir yadro uchun rezonans sharti bajarilgan vaqtda u radiochastotali manbaning energiyasini yuta boshlaydi va bu yutilish jarayonida namunani o’rab olgan qabul qiluvchi g’altakda signal hosil bo’ladi. Boshqa sohalarning spektrometrlaridagi kabi bu signal kuchaytirilib o’ziyozar asbob yordamida yozib (chizib) olinadi. Bu usul texnik tomondan so’zsiz eng oddiy hisoblanadi, chunki ravon o’zgaruvchi magnit maydonini hosil qilish va radioto’lqinlar hosil qiluvchi kvars generatori chastotasining aniq qiymatini puxta qilingan termostatlash orqali ushlab turish juda oson. 6. U zluksiz maromda ishlaydigan YaMR spektrometr Rezonans shartini ( 7 . 7 ) tajribada ikki xil yo’l bilan amalga oshirish mumkin; magnit maydonini doimiy saqlab turib, namunani «nurlantirayotgan» radio chastotali generatorni chastotasini o’zgartirish orqali (chastota bo’yicha yoyish), yoki chastotani doimiy saqlab, doimiy magnit maydonini kattaligini o’zgartirish orqali (maydon bo’yicha yoyish) energetik sathlar orasida o’tishlarni amalga oshirish mumkin. Maydon bo’yicha yoyish orqali YaMR spektrlarini yozganda, maydonning kattaligi spektr yozilayotgan qog’ozga nisbatan chapdan o’ngga qarab oshirib boriladi. Maydon bo’yicha yoyish usuli bilan ishlaydigan spektrometrlarni magnit qutblarini qopqoqlariga maxsus g’altaklar o’rnatilgan (yoyish g’altaklari). Bu g’altaklar orqali, magnit maydonining kattaligini kichkina oraliqda uzluksiz o’zgartirish mumkin. Doimiy va elektromagnitlar bilan jihozlangan YaMR spektrometrlarining asosiy kamchiligi, sezgirligini va ajratib ko’rsatish qobiliyatining pastligidir. 6. Uzluksiz nurlantirish va impuls bilan qo’zg’atish 6 . Соленоидли ЯМР спектрометрлар • ЯМР спектрометр AVANCE IIITM 400 ва 1000 MHz, «Bruker», Германия 6 . ЯМР спектрометрнинг тузилиши ва ишлаш принципи • ЯМР спектроскопиясининг тажрибаларида намуна, к ў пинча диаметри 5 мм узунлиги 20 см га яқин бўлган бўлган шиша трубкага қуйилиб, бир жинсли магнит майдони ҳосил қилувчи магнит қопқоқлари ўртасига жойлаштирилган датчикка қўйилади. • Намунага частотасини ўзгартириш мумкин бўлган электромагнит нурлари (тўлқинлари) билан таъсир этилади. Агар, намунага таъсир қилаётган электромагнит тўлқинларнинг частотаси, икки энергетик сатҳ орасидаги ўтиш частотасига тенг бўлса, ядролар бу тўлқинларнинг энергиясини резонанс йўли билан ютиб қўзғалган сатҳга ўтади. • Қўзғатувчи тўлқинларнинг манбаи сифатида радиочастотали генератор ёки радио тўлқинлари тарқатувчи передатчик ишлатилади. Генераторнинг ядролар томонидан ютилган энергиясини, радиочастота соҳасида ишлайдиган электрик кўприк орқали қайд қилиш мумкин. Кўприк орқали ажратиб олинган сигнал кучайтирилади ва ўзиёзар асбоб ёрдамида ёзиб олинади. Шундай қилиб ёзиб олинган спектрдан , ЯМР спектр чизиқларининг резонанс частотасини топиш мумкин. 6 . ЯМР спектрометрнинг тузилиши ва ишлаш принципи • Демак, ЯМР спектрометр ҳам, оптик спектрометр қандай элементларни ўз ичига олса, шу элементларга эга; электромагнит нурлар манбаи, намуна учун ячейка ва детектор. Лекин, шу билан бирга, улар орасида бир нечта кескин фарқ бор. Буларнинг биринчиси, L ғалтак томонидан ҳосил қилинадиган радио тўлқинлар, ҳар бир частота учун монохроматик, шунинг учун ҳам, мураккаб «нурни» спектрга ёювчи призманинг ёки дифракцион панжаранинг кераги йўқ. Иккинчи фарқ қилувчи хусусияти, намунани албатта кучли доимий магнит майдонига жойлаштириш керак. Бундан ташқари, қаттиқ жисмларнинг ЯМР спектрлари билан, суюқликларнинг ЯМР спектрлари бир-биридан катта фарқ қилади. • Одатда ядроларнинг, қуйи ва қўзғалган энергетик сатҳларга мувозанатли тақсимланиши , қўзғалган ҳолатга ўтган ядролар қуйи сатҳга қайтади деб ҳисоблайди. Ядроларнинг қуйи сатҳга қайтиш жараёни бўлмаса, иккала сатҳда жойлашган ядроларнинг фарқи нолга интилади (иккала сатҳда жойлашган ядроларнинг сони тенглашади) ва бундай ҳолда система тўйиниш ҳолатига келади. 6 . ЯМР спектрометрнинг тузилиши ва ишлаш принципи • Қўзғалган ҳолатдаги ядроларнинг магнит энергиясини, уларни ўраб турган муҳитга, иссиқлик энергияси тарзида берилиш (ўтиш, айланиш) жараёнига релаксация ҳодисаси дейилади. Релаксация ҳодисаси сабабли юқори энергетик сатҳдаги ядролар қуйи сатҳга ўтади. ЯМР тажрибаларини муваффақиятли ўтказиш учун, энергиянинг ютилиши қанчалик муҳим бўлса, релаксация ҳодисаси ҳам шунчалик муҳимдир. • Резонанс шартини тажрибада икки хил йўл билан амалга ошириш мумкин; • • Магнит майдонини доимий сақлаб туриб, намунани «нурлантираётган» радио частотали генераторни частотасини ўзгартириш орқали (частота бўйича ёйиш), ёки частотани доимий сақлаб, доимий магнит майдонини катталигини ўзгартириш орқали (майдон бўйича ёйиш) энергетик сатҳлар орасида ўтишларни амалга ошириш мумкин. • Майдон бўйича ёйиш орқали ЯМР спектрларини ёзганда , майдоннинг катталиги спектр ёзилаётган қоғозга нисбатан чапдан ўнгга қараб ошириб борилади. • Майдон бўйича ёйиш усули билан ишлайдиган спектрометрларни магнит қутбларини қопқоқларига махсус ғалтаклар ўрнатилган (ёйиш ғалтаклари). Бу ғалтаклар орқали, магнит майдонининг катталиги ни кичкина оралиқда узлуксиз ўзгартириш мумкин. 0B B 6 . ЯМР спектрометрнинг тузилиши ва ишлаш принципи • Охирги йилларда қурилган ЯМР спектрометрларда доимий магнит майдони ҳосил қилиш учун , ўта ўтказувчанлик қобилиятига эга бўлган соленоидлардан фойдаланилди. Бундай магнитлар, оддий электромагнитларга ва доимий магнитларга қараганда , кучланганлиги катта бўлган магнит майдонлари ҳосил қилади. Бу эса ўз навбатида, ЯМР тажрибалари нинг сезгирлигини кескин оширишга олиб келади. • Бундай магнитларнинг бошқа устунликлари ҳам бор. Лекин, бундай магнитли спектрометрларнинг нархи ва уларни ишлатиш учун бўладиган харажатлар , оддий ЯМР спектрометрларининг нархидан жуда юқори. Xulosa • 1. Спини нолдан фар қли ҳамма ядролар ядро магнит резонанси (ЯМР) спектрига эга • 2.Б ир жинсли доимий магнит майдонида , м агнит индукцияси билан ядронинг магнит моменти орасидаги ўзаро таъсир ҳисобига магнит энергетик сатҳларнинг вырожденияси (устма-уст тушиш, бир хил қийматларга эгалик) йўқолади ва сатҳлар орасида фарқ вужудга келади. • 3. Ажралган сатҳлар орасидаги фарқнинг катталиги магнит майдонининг индукцияси га (кучланганлигига) тўғри пропорционал . • 4.Магнит майдонида ядронинг магнит моменти, майдоннинг куч чизиқлари атрофида прессион (айланма) ҳаракат қилади ва бу прецессиянинг частотаси Лармор частотасига тенг. • 5. Магнит майдонида ядрони ўраб турган электрон булути айланма ҳаракатга келади, бу айланишнинг натижасида ҳосил бўлган магнит майдонининг йўналиши, доимий магнит майдонининг йўналишига тескари бўлади. • 6.ЯМР спектрларида ютилиш полосаларининг ўрни, яъни кимёвий силжиши уларнинг кимёвий атрофига (электрон булутнинг зичлигига) боғлиқ, протон спектр чизиқларининг юзалари эса эквивалент ядроларнинг сонига тўғри пропорционал. • 7.ЯМР спектридаги полосанинг (чизиқнинг) ўрни, эталон модданинг спектр чизиғидан бошлаб, қўлланилган магнит майдонининг миллиондан бир улушларида ўлчанади YaMR spektrometrning magniti Tezkor саволлар • 1. Ядро магнит резонанси (ЯМР) спектроскопияси атом ядросининг қайси хоссасига асосланган. • 2. Ядронинг магнит моменти билан хусусий механик моменти орасидаги боғланиш. • 3. Гиромагнит нисбат нима • 4 . Қайси атомларнинг ядролари ЯМР спектрига эга ва нима учун. • 5. Доимий магнит майдонига киритилган атомнинг ядроси қандай энергияга эга бўлади • 6. Ядронинг магнит энергияси қандай қийматларга эга бўлиши мумкин • 7. Энергетик сатҳлар сони нимага тенг • 8. Лармор прецессияси нима. • 9. Ядро қандай қилиб қўзғатилади • 10. Резонанс частотаси, шарти • 11. Резонанс шартини қандай қилиб амалга ошириш мумкин • 12.Нима учун ядро турган нуқтадаги магнит майдонининг катталиги унинг кимёвий атрофига қараб ўзгаради • 13.Электронлар қандай қилиб ядро атрофида магнит майдони ҳосил қилади • 14. Электронлар ҳосил қилган магнит майдонининг катталиги ва йўналиши қандай бўлади. • 15. Кимёвий сил жиш нима . Экранланганлик (тўсилганлик) доимийси. • 16. Қайси жараён натижасида ЯМР ютилиш спектрлари ҳосил бўлади. • 17. И чки эталон. ТМС нинг қулайлиги. • 18. Химиявий силжишлар шкаласи (протон учун) ва унинг бирлиги. • 19. Функционал гуруҳларнинг кимё вий силжиш и нималарга боғлиқ . 2. Ядро с пинининг табиати • Электрон нинг спини га тенг. Ш унинг учун у қиймати бўлган ҳусусий ҳаракат миқдори моментига ҳам эга. Кўпчилик ядролар ҳам спинга эга, лекин уларнинг ҳусусий моментларининг қ иймати ҳар хил бўлади. • В одород атомининг ядроси фақат битта протондан иборат. Протоннинг массаси 1,67*10-27 кг, заряди электронникига тенг, ишораси эса мусб а т. Протоннинг спини ҳам электрон н ики каби 1/2 га тенг. • 1. Протонлар ва нейтронлар сони жуфт бўлган (жуфт сонли протон ва нейтронга эга , заряди ва массаси жуфт) ядроларнинг спини нолга тенг бўлади (масалан, 4Не, 12С, 16О ва ҳоказо ). • 2. Тоқ сонли протон ва нейтронга эга бўлган ядролар (заряди тоқ, массаси жуфт) бутун сонли спинга эга бўлади (масалан, 14N нинг спини 1 га, 10В ники 3 га тенг ва ҳоказо). • 3. Тоқ сондаги массага эга бўлган ядролар ½ нинг тоқ қийматларига тенг бўлган спинга эга (масалан, 1Н, 15N ядроларининг спини 1/2 , 17О ники 5/2 ). • Спини нолдан фар қли ҳамма ядролар ядро магнит резонанси (ЯМР) спектрига эга2/ 1 2/ 3  Energetik sathlardagi zarrachalar sonining farqi • Enerfetik sathlar: • Boltsmanning energiya bo’yicha taqsimlanish qonuniga ko’ra: • T = 300K (23 0C) da 1H yadrolar uchun:   = 2.674 x 108 s-1T- 1, B0 = 1.4 T • 2 000 010 yadrodan: • 1 000 000 tasi m2 = -1/2 (  ) sathda • 1 000 010 tasi m1 = +1/2 ( α ) sathda • bularning farqi 10(-3) %) ( 2 / 1 ) ( 2 / 1 2 1       m va m RT N B h RT N h RT EN e e e N N      2 0        99999. 0    N N 00001. 1    N N 4. Лармор прецессияси Прецессиянинг частотаси (ёки Ларм о р частотаси) қуйидаги формула билан ифодаланади:0 B B z      4. Лармор прецессияси • Олинган бу ифодани , резонанс шартининг (7.7) ифодаси билан солиштириш Лармор прецессиясининг частотаси энергетик с а тҳларнинг ажралишига тегишли частотага айнан тенг эканлигини кўрсатади. • Агар электромагнит нурлар, прецессия частотасига тенг бўлган частотага эга бўлса, бундай ҳолда улар заррача билан энергия алмашиш орқали ўзаро таъсир қилиши мумкин. Бундан бошқа частоталарда ўзаро таъсир умуман бўлмайди. Бошқача қилиб айтганда , ўзаро таъсир резонанс ҳарактерига эга. Шунинг учун ҳам у ядро магнит резонанси деб аталади. • Я дро ларнинг электромагнит нурлар билан ўзаро таъсир қилиш механизми айнан шундан иборат. • Ядро магнит резонанси ҳодисасини кузатишнинг иккита тажрибавий йўли бор. 1. Магнит майдоннинг индукциясини доимий сақлаб ( B0 = const ) намунага таъсир қилаётган электромагнит нурларнинг частотасини ўзгартири ш орқали; 2. Намунага таъсир қилаётган электромагнит нурлар частотасини доимий сақлаб (  = const ) магнит майдоннинг индукциясини ўзгартириш орқали. • Иккала ҳолда ҳам резонанс шарти бажарилган вақтда ядро магнит резонанси ҳодисаси рўй беради.

Ядро магнит резонанси (ЯМР) спектроскопияси нинг физикавий асослари Режа: 1. Тарихий маълумотлар. 2. Я дро спинининг табиати. Ядронинг магнит моменти 3 . Магнит энергетик сатҳлар ва улар орасидаги ўтишлар 4. ЯМР сигналининг ҳосил бўлиш шарти . 5 . Yadro magnit rezonansi hodisasining klassik modeli . Лармор прецессияси 6 . U zluksiz maromda ishlaydigan YaMR spektrometr 7 . Хулоса

1. ЯМР бўйича Нобель мукофотининг совриндорлари • 1. Ядро магнит резонанси ҳодисаси 1946 йилда америкалик олимлар Феликс Блох ва Эдвард Парселлар томонидан бир бирига боғлиқ бўлмаган ҳолда деярли бир вақтда очилган. ЯМР ҳодисасини биринчи бўлиб Гарвард университетида Эдвард Миллс Парсел, Henry С. Торри ва Роберт Вивиан Паунд парафинда (Phys.Rev., 69, 37 1946), Феликс Блох, Уильям Хансен ва М артин Пакард эса сувда (Phys.Rev., 69, 127, 1946), кузатганлар. December 15, 1945 • • Ф. Блох ва Э. Парсел “аниқ ядро магнит ўлчашлар учун янги усулларни ривожлантиргани ва бу билан боғлиқ янгилик очганлари учун” 1952 йилда физика соҳасидаги Нобель мукофотини олганлар. • ЯМР ҳодисаси асосида ишлайдиган ЯМР спектроскопия усули фаннинг турли соҳаларига кириб борди ва уларда инқилобий ўзгаришларга сабаб бўлди. Бунга мисол сифатида кейинги йилларда кимё ҳамда физиология ва медицина соҳаларида Нобель мукофотига сазовор бўлган қуйидаги ишларни келтириш мумкин: • 2. Ричард Эрнст (Швейцария) 1991 йилда “юқори ажратиб кўрсатиш кучига эга бўлган ядро магнит резонанси спектроскопиясининг методологиясини ривожлантиришга қўшган улуши учун” кимё соҳасида • • 3. Курт Вютрих (Швейцария, АҚШ) 2002 йилда “эритмадаги биологик макромолекулаларнинг уч ўлчамли тузилишини аниқлаш учун ядро магнит резонанси спектроскопиясини ривожлантиргани учун” кимё соҳасида • 4. Пол Лотербур (Америка) ва Питер Менсфилд (Англия) 20 0 3 йилда “магнит резонанс томография усулини яратганлиги учун” физиология ва медицина соҳасида

1. ЯМР соҳаси бўйича Нобель мукофотининг лауреатлари Феликс Блох Эдвард Парселл Ричард Эрнст Курт Вютрих Пол Лотербур Питер Мэнсфилд

ЯМР ҳодисасини очганларнинг бири , Гарвард университетининг профессори Роберт Вивиан Паунд Самарқандда 1999 йил . Ушбу маърузалар муаллифи доцент Абдулла Қуватов (қўлида китоб билан)

1. Сувда кузатилган биринчи ЯМР сигнали

Похожие

Kimyoviy siljish. Organik birikmalarning 1H YaMR spektrlari
Спин-спин таъсир ва унинг ЯМР спектрда акс этиши
КИМЁВИЙ АНАЛИЗНИНГ МЕТРОЛОГИК АСОСЛАРИ. ХАТОЛАРНИНГ ТУРЛАРИ.НАТИЖАЛАРНИ МАТЕМАТИК СТАТИСТИКА УСУЛИДА ҚАЙТА ИШЛАШ
Масс спектрометрия усуллари
Геосфераи Замин