การศึกษาการแลกเปลี่ยนเคมีโดย 2D NMR
NM200003E
สัญญาณ NMR ของการหมุนจะสะท้อนถึงสภาพแวดล้อมแม่เหล็กในพื้นที่ หากการหมุนเนื่องจากการแลกเปลี่ยนทางเคมีทำให้ตัวอย่างสองสถานะที่แตกต่างกันทางแม่เหล็ก สัญญาณ NMR ของมันจะสะท้อนทั้งสองสถานะ ลักษณะที่ปรากฏบนสเปกตรัม NMR จะถูกกำหนดโดยพลวัตของเหตุการณ์การแลกเปลี่ยน ในกรณีของการแลกเปลี่ยนทางเคมีที่ช้าในระดับเวลา NMR เป็นไปได้ที่จะสังเกตเห็นสัญญาณที่แตกต่างกันสองสัญญาณสำหรับการหมุนรอบเดียวกัน หนึ่งสัญญาณสำหรับแต่ละสถานะภายใต้การแลกเปลี่ยน การแสดงตนของการแลกเปลี่ยนทางเคมีมักแสดงให้เห็นด้วยการทดลองแลกเปลี่ยน (การทดลอง NOESY แบบ 2 มิติ) จุดแลกเปลี่ยนสูงสุด (จุดข้าม) ของเครื่องหมายเดียวกันสามารถสังเกตได้ระหว่างสองจุดสูงสุดอัตโนมัติ (จุดสูงสุดในแนวทแยง) ที่แสดงถึงสถานะทั้งสองภายใต้การแลกเปลี่ยน เนื่องจากสามารถตีความผลลัพธ์เดียวกันในลักษณะที่แตกต่างกันตาม NOE จึงต้องการหลักฐานเพิ่มเติม
การทดลองแลกเปลี่ยน ZZ เป็นการทดลอง NMR แบบ 2 มิติสำหรับการศึกษาเชิงปริมาณของการแลกเปลี่ยนสารเคมีอย่างช้าๆ ในโปรตีน เดิมมีรายงานว่าเป็น 1H15N HSQC ที่ใช้เป็นโพรบ NMR ที่ค่อนข้างแยกได้ 1H15ระบบเอ็นสปินในพันธะเปปไทด์ที่สม่ำเสมอ 15N โปรตีนที่มีป้ายกำกับ ก 1H13C เวอร์ชัน HSQC ของการทดลองข้างต้นถูกเตรียมและทดสอบกับสารประกอบขนาดเล็ก
การทดลองแลกเปลี่ยน ZZ
เนื่องจากลักษณะพันธะคู่บางส่วนของพันธะเอไมด์ CN ใน N,N ไดเมทิลฟอร์มาไมด์ (DMF) การหมุนอย่างอิสระรอบ CN จึงถูกขัดขวาง และการแลกเปลี่ยนที่ช้าสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างสัญญาณเมทิลโปรตอนที่แตกต่างกันสองสัญญาณ (สถานะ A และ B) จุดข้าม (จุดแลกเปลี่ยนจุด) ที่มีเฟสเดียวกันกับจุดยอดในแนวทแยงสามารถสังเกตได้ในการทดลอง 2D NOESY และ 2D ROESY (รูปที่ 1)
รูปที่ 1： 2D NOESY (ซ้าย) และ 2D ROESY (ขวา) ของ DMF ใน DMSO-d6 ที่ 70 ° C
ระบบการแลกเปลี่ยนที่ช้านี้ได้รับการตรวจสอบเพิ่มเติมด้วยการทดลองการแลกเปลี่ยน ZZ ที่เตรียมขึ้นใหม่ โดยสังเขปใน 1H13การทดลองแลกเปลี่ยน C ZZ ต่อไปนี้ 13การติดฉลากความถี่ C ระหว่าง t1 (มิติทางอ้อม) การสะกดจิตจะเปลี่ยนเป็นเฟส 13CZ สะกดจิตและได้รับอนุญาตให้แลกเปลี่ยน จากนั้นการดึงดูดแม่เหล็กจะถูกถ่ายโอนไปยังโปรตอนและติดฉลากด้วยความถี่โปรตอนในระหว่าง FID (มิติโดยตรง) (รูปที่ 2)
รูปที่ 2： 1H13C ZZ ทดลองแลกเปลี่ยน.
ผลลัพธ์ของ DMF จะแสดงในรูปที่ 3 สำหรับค่าต่างๆ ของเวลาในการผสม จุดสูงสุดของการแลกเปลี่ยนถูกสังเกตระหว่างทั้งสอง 1H-13C ครอสพีค (ออโตพีค) แทนสถานะการแลกเปลี่ยนทั้งสองสถานะ จุดสูงสุดอัตโนมัติแสดงถึงการสะกดจิตที่ไม่มีการแลกเปลี่ยนระหว่างเวลาผสม จุดสูงสุดของการแลกเปลี่ยนแสดงเป็น B->A ในรูปที่ 3 แสดงถึงการสะกดจิต B ที่จุดเริ่มต้นของการแลกเปลี่ยน ZZ (ระบุด้วยความถี่คาร์บอน B ระหว่าง t1) ที่ถูกแลกเปลี่ยนระหว่างเวลาผสมและดังนั้นจึงถูกถ่ายโอนไปยังสถานะ A (กำกับด้วยความถี่โปรตอน A ระหว่าง t2). ในทำนองเดียวกัน จุดสูงสุดของการแลกเปลี่ยน A->B แสดงถึงการดึงดูดด้วยคาร์บอนในสถานะ A ที่ถูกถ่ายโอนไปยังสถานะ B และกำกับด้วยความถี่โปรตอน B
รูปที่ 3： 1H13การทดลองแลกเปลี่ยน C ZZ สำหรับ DMF ใน DMSO-d6. การทดลอง 2 มิติดำเนินการเป็นการวัดอาร์เรย์สำหรับพารามิเตอร์การรับ "เวลาผสม" ผลลัพธ์คือไฟล์ข้อมูลหลอก 3 มิติไฟล์เดียวที่มีค่าเวลาผสมที่บันทึกไว้บนแกน Z
การหมุนเวียนเฟสรวมกับการแยกตัวของโปรตอนและการทำให้เป็นแม่เหล็กด้วยคาร์บอนในเฟสระหว่างเวลาผสมทำให้มั่นใจได้ว่าไม่มีส่วนเสริม NOE ในการแลกเปลี่ยนพีค ดังนั้น การทดลองข้างต้นสามารถยืนยันการมีอยู่ของการแลกเปลี่ยนที่ช้า หรือแม้กระทั่งให้ภายใต้เงื่อนไขที่เอื้ออำนวย คำอธิบายเชิงปริมาณของเหตุการณ์การแลกเปลี่ยน
มีความจำเป็นในการทดลองข้างต้นที่การแลกเปลี่ยนสถานะ A และ B แสดงการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่แตกต่างกันสำหรับทั้งโปรตอนและคาร์บอน หากไม่เป็นเช่นนั้น จุดสูงสุดในการแลกเปลี่ยนจะทับซ้อนกับจุดสูงสุดอัตโนมัติ ในกรณีพิเศษที่สถานะการแลกเปลี่ยนแสดงโปรตอนเหมือนกันแต่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของคาร์บอนต่างกัน การแลกเปลี่ยนอาจแสดงด้วย a 13C-13C NOESY ประเภทของการทดลอง (ภาพที่ 4)
รูปที่ 4： 13C-13C NOESY สำหรับ DMF ใน DMSO-d6 ที่ 70 ° C
อ้างอิง
เจ ไบโอมอล NMR, 4, 727-734, 1994
ปลอบใจ
JNM-ECZ400S, JNM-ECZ600R+รอยัลโพรบ™
- โปรดดูไฟล์ PDF สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม
หน้าต่างอื่นจะเปิดขึ้นเมื่อคุณคลิก 
PDF881KB
สินค้าที่เกี่ยวข้อง
การแก้ปัญหาตามสาขา
คุณเป็นผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์หรือบุคลากรที่เกี่ยวข้องกับการรักษาพยาบาลหรือไม่?
ไม่
โปรดทราบว่าหน้าเหล่านี้ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์แก่ประชาชนทั่วไป