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Experimento 1D
Consiste de dois períodos, nos quais sequências complexas de pulsos intercalados com tempos de espera podem ocorrer.
• preparação dos spins através de pulsos e de tempos de espera
• detecção da magnetização de um dado núcleo durante o tempo t1
Experimento 1D mais simples: preparação = espera + pulso de 90o
x
detecção = relaxação da magnetização
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1D 1H (molécula pequena)
glicerina
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1D 1H (peptídeo pequeno)
Peptídeo com 8 resíduos
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1D 1H (proteína pequena)
Proteína tioredoxina de Plasmodium falciparum (104 resíduos)
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1D 1H de proteínas em geral
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Experimento 2D homonuclear
Consiste de quatro períodos, nos quais sequências complexas de pulsos intercalados com tempos de espera podem ocorrer.
• preparação dos spins através de pulsos e de tempos de espera
• evolução da magnetização em t1 sob ação de uma determinada interação
• mistura ou modulação da magnetização a ser detectada em t2 pela evolução em t1
• detecção da magnetização de um dado núcleo durante o tempo t2
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Origem da 2ª dimensão
• A sequência preparação – evolução (t1) – mistura – detecção (t2) será repetida por N vezes, gerando N experimentos 1D no domínio do tempo t2 (N FIDs). • Cada FID pode ser processado (TF), gerando sinais no domínio da frequência F2. • Em cada experimento o tempo t1 será incrementado.
TF(t2)
Aumentando t1
t1 t2
t1 Tempo
Frequência f2
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• Os sinais resultantes terão um comportamento análogo ao FID na direção de t1.
O período de oscilação da intensidade é a frequência de Larmor
oscilação representa um FID
f2
t1
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• Esse FID na direção indireta de t1 também pode ser processado (TF). • O resultado é um pico bidimensional no domínio das frequências. • Os espectros 2D são, geralmente, mostrados como curvas de nível.
Frequência f2
t1
TF(t1)
f2
f1
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Experimento 2D homonuclear mais simples
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f2
f1
t1
f2
TF(t1)
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HX
f1
HA
HA
f2
HX
HX HA
Caso tenhamos 2 sistemas de spin HX e HA não acoplados (interação escalar nula):
• não ocorrerá “splitting” dos picos singletos • picos não estarão correlacionados apenas picos diagonais irão aparecer
HX
HA
HX HA
f2
f1
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Caso tenhamos 2 sistemas de spin HX e HA acoplados (interação escalar não-nula):
• ocorrerá “splitting” dos picos dupletos • picos estarão correlacionados irão aparecer picos cruzados simétricos (fora da diagonal) devido à transferência de coerência
HX
HA
HX HA
f2
f1
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Transferência de coerência
No período de mistura ocorre a transferência da coerência de um spin para outro
Estabelece o tipo de correlação entre as duas dimensões
Dita as informações (químicas, estruturais) contidas no espectro
• Transferência de coerência através da ligação química: em sistemas de spin acoplamento escalarmente no máximo 3 ligações químicas entre átomos tipo COSY, tipo TOCSY (homonucleares) tipos DEPT e INEPT, de polarização cruzada (heteronucleares) • Tansferência de coerência através do espaço: em sistemas de spin acoplados dipolarmente via efeito Overhauser nuclear (NOE) NOESY (homonuclear e heteronuclear)
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Experimento 2D homonuclear em geral
Correlações irão depender do tipo de interação e codificação:
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COrrelated SpectroscopY
• Experimento 2D homonuclear (1H-1H) mais simples • Primeiro experimento 2D proposto (Jeener, 1971) • Período de mistura: 1 único pulso de 90 • Transferência da coerência entre spins acoplados escalarmente (max. 3 ligações) • Permite obter as constantes de acoplamento J entre spins acoplados
COSY
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TOCSY
TOtal Correlated SpectroscopY
• Experimento 2D homonuclear (1H-1H) • Período de mistura: sequência spin-lock entre dois pulsos de 90 • Transferências sucessivas da coerência entre spins acoplados escalarmente (max. 3 ligações em cada transferência)
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NOESY
Nuclear Overhauser Enhancement SpectroscopY
• Experimento 2D homonuclear (1H-1H) • Período de mistura: tempo de espera entre dois pulsos de 90 • Transferência da coerência entre spins acoplados dipolarmente (max. 5 Å de distância) • via efeito Overhauser nuclear (NOE)
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