ต้องการสเปกตรัม 2D ความละเอียดสูง

¹³C NMR spectra ให้การเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่หลากหลาย และแสดงให้เห็นว่าสามารถแยกแยะแต่ละสัญญาณได้อย่างง่ายดาย แต่ความละเอียดคาร์บอนของสเปกตรัม 2 มิติ เช่น HSQC และ HMBC นั้นแย่กว่า 1 มิติ ¹³C spectra เนื่องจากจุดข้อมูลขนาดเล็ก เพื่อวิเคราะห์สารประกอบอย่างใกล้ชิด ¹³การเปลี่ยนแปลงทางเคมีจำเป็นต้องใช้สเปกตรัม 2D ความละเอียดสูงบ่อยครั้ง ในเอกสารนี้ การปรับปรุงบางอย่างเพื่อแยกความแตกต่างของสัญญาณแต่ละรายการ ¹³มีการนำเสนอแกน C ของการทดลองนิวเคลียร์ต่างขั้วแบบ 2 มิติ

การลดความกว้างสเปกตรัม

เพื่อปรับปรุงความละเอียดในมิติทางอ้อม ¹³ความกว้างสเปกตรัม C สำหรับการทดลอง 2 มิติควรตั้งค่าเป็นขอบเขตสัญญาณจริง (รูปที่ 1)
เมื่อสเปกตรัมของภูมิภาคที่จำกัดเพียงพอสำหรับการวิเคราะห์ สเปกตรัมที่มีความละเอียดสูงกว่าจะใช้ได้กับพารามิเตอร์ความกว้างของสเปกตรัมที่เล็กกว่า อย่างไรก็ตาม สัญญาณจำนวนมากมาจากภายนอกพื้นที่ที่ต้องการสำหรับมิติทางอ้อม (รอยพับ) และทำให้สเปกตรัมซับซ้อนและ/หรือทับซ้อนกันบ่อยครั้ง (รูปที่ 2 กล่องสีแดง)
ในกรณีนั้น การใช้พัลส์แบบเลือกสำหรับการทดลอง 2D NMR สเปกตรัมความละเอียดสูงอย่างง่ายที่ไม่มีสัญญาณพับจะถูกรวบรวม (รูปที่ 3)

ลำดับชีพจรของ ¹³HMBC แบบเลือกแบนด์ C

รูปที่ 4 ลำดับการเต้นของชีพจร ¹³HMBC แบบเลือกแบนด์ C

ในลำดับนี้ ชีพจร hard180 จะถูกแทนที่ด้วยชีพจรแบบเลือก
เราสามารถรับความสัมพันธ์ของช่วงจำกัดได้โดยใช้ ¹³C ชีพจรเลือก (รูปที่ 4)

การเพิ่มจุดข้อมูล

หากจุดข้อมูลเพิ่มขึ้น 2 หรือ 4 เท่าสำหรับแกนทางอ้อม (¹³แกน C) ความละเอียดดิจิตอลยังดีขึ้น 2 และ 4 เท่า แต่เวลาทดสอบก็เพิ่มขึ้น 2 และ 4 เท่า นอกจากนี้ หากคาร์บอน FID มีอายุสั้น อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนก็จะต่ำ
การสุ่มตัวอย่างแบบไม่สม่ำเสมอ (NUS) เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพในการย่นระยะเวลาการทดลองสำหรับตัวอย่างที่มีความเข้มข้นเพียงพอ รูปที่ 7 แสดงเวอร์ชัน NUS ของการทดลองเดียวกันกับรูปที่ 1 และรูปที่ 3 แต่มีจุดรวมมากกว่า 4 เท่าในมิติคาร์บอนและการสุ่มตัวอย่าง NUS 25% เป็นผลให้สเปกตรัม NUS แสดงความละเอียดสูงกว่าสเปกตรัมในรูปที่ 4 ถึง 3 เท่าในเวลาทดลองเดียวกัน
ควินินมีสอง ¹³สัญญาณ C พร้อมการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่ 147.63ppm และ 147.83ppm เป็นการยากที่จะแยกความแตกต่างในสเปกตรัม HMBC ของรูปที่ 5 ในทางตรงกันข้าม มันกลายเป็นเรื่องง่ายที่จะแยกแยะพวกมันเนื่องจากความละเอียดที่ดีขึ้นในสเปกตรัมของรูปที่ 6 และรูปที่ 7

NUS (การสุ่มตัวอย่างแบบไม่สม่ำเสมอ)

NUS เป็นวิธีการสุ่มตัวอย่างที่ลดจุดข้อมูลมิติทางอ้อมโดยการรวบรวมจุดข้อมูลแบบไม่สม่ำเสมอ วิธีการรวบรวมข้อมูลนี้จะช่วยลดเวลาการทดสอบ และให้สเปกตรัมที่มีความละเอียดสูงขึ้นสำหรับเวลาการทดสอบเดียวกันตามที่ระบุในเอกสารนี้ จุดข้อมูลที่ไม่ได้รวบรวมจะถูกสร้างขึ้นใหม่หลังจากการได้มาของข้อมูล ข้อมูล FID ที่สร้างขึ้นใหม่พร้อมใช้งานสำหรับการประมวลผลข้อมูลทั่วไป
รูปที่ 8 (การสุ่มตัวอย่างแบบสม่ำเสมอ) และรูปที่ 9 (NUS + การสร้างใหม่) เป็นไดอะแกรมของ FID ในมิติทางอ้อม จุดข้อมูลที่เก็บรวบรวมจะเหมือนกัน และเวลาในการวัดก็เหมือนกัน แต่จุดข้อมูล NUS เพิ่มขึ้น 4 เท่าเนื่องจากการสร้างใหม่ เนื่องจากความละเอียดเป็นสัดส่วนกับจุดข้อมูล ข้อมูล NUS จึงแสดงความละเอียดสูงกว่าข้อมูลทั่วไปถึง 4 เท่า

รูปที่ 8 การสุ่มตัวอย่างแบบสม่ำเสมอ

รูปที่ 9 NUS + การสร้างใหม่ (การเก็บรวบรวมข้อมูล 25%)

・จุดสุ่มตัวอย่าง
・จุดที่สร้างใหม่