NMR چگونه کار می کند

نحوه کار NMR

NMR یا رزونانس مغناطیسی هسته تکنیکی است که توسط دانشمندان در طیف گسترده ای از کاربردها از جمله صنایع شمیایی، تحقیق و توسعه داروها، تحقیقات علوم زیستی، نظارت بر فرآیند، کیفیت و ایمنی مواد غذایی، اکتشاف و تولید نفت، بیوشیمی، و علم مواد، برای درک ساختار مولکولی و دینامیک مولکولی، گونه های مولکولی با کیفیت و نظارت بر فرآیندهای شیمیایی استفاده می شود.

مرحله 1

اسپین های هسته اتانول در حالت تعادل مولکول های موجود در میدان مغناطیسی B0

نمونه به مرکز آهنربا وارد می شود، جایی که میدان مغناطیسی همگن   B0  اسپین های هسته ها را در نمونه تراز می کند. نمونه  در داخل یک پروب  NMR   قرار می گیرد و پروب NMR توسط آهنربای ابررسانا احاطه شده است.

مرحله 2

اسپین هسته مولکول های اتانول پس از یک پالس 90 درجه امواج رادیویی

تحت کنترل کامپیوتر، نرم افزار SpinStudioJ، قطعات الکترونیکی پیچیده در کنسول NMR، پالس های RF را تولید و دریافت می کنند. پالس های RF از طریق سیم پیچ های RF در پروب NMR به نمونه تابانده می شوند. این پالس‌های RF یک میدان مغناطیسی ثانویه و موقت به نام B1 ایجاد می‌کنند که عمود بر میدان B0 اصلی آهنربا است. میدان مغناطیسی B1 گشتاوری را به اسپین های هسته اعمال می کند و آنها را می چرخاند. هر پالس RF دارای فرکانس، عرض و شکل خاصی است که میدان B1 را مدولار کرده و انواع اطلاعات را از نمونه استخراج کند.

مرحله 3

اسپین هسته در مولکول‌های اتانول اندکی پس از حذف B₁  . واپاشی القایی آزاد(FID)  با بازگشت اسپین ها اتفاق می افتد.

واپاشی القایی آزاد (FID)  اندازه گیری می شود. FID سیگنالی است که توسط نمونه تولید می‌شود، زیرا اسپین‌های هسته‌ در نمونه به حالت اولیه خود که با B0 همراستاست، بازمی‌گردند. این واپاشی در عرض چند ثانیه اتفاق می افتد و به عنوان تابعی از شدت سیگنال به زمان ثبت می شود.

مرحله 4

تبدیل فوریه برای تبدیل سیگنال FID به طیف به کار گرفته می شود.

سیگنال های شناسایی شده توسط پروب از کنسول به کامپیوتر ارسال و در آنجا از طریق تبدیل فوریه (FT)  از زمان-دامنه به فرکانس-دامنه تبدیل می شوند. این فرآیند منجر به چیزی می شود که کاربران به عنوان طیف NMR می بینند. موقعیت، شکل و مساحت سیگنال ها در هر طیف، اطلاعات فضایی و ارتباطی در مورد هسته های نمونه را فراهم می کند.