Bruker-仪器维护和参数校正.ppt

Bruker核磁仪参数校正实验设置仪器维护 第一部分 参数校正 通常一个实验中最后真正的采样只是采集一种原子核的信号 因此BRUKER仪器中第一通道应设置为需要采样的原子核频率 该通道一般也称为采样通道或观察道 F1通道 其余的通道有时也称为去偶通道 F2通道 90 脉冲的测定就是在一定的功率下 测试90 脉宽对应的时间 或是在一定的脉宽长度下 测试90 脉冲对应的功率 功率越大 对应的90 脉冲时间越短 900脉冲的测定 实验一 HF1 观察通道 通道的900脉冲 P1值 测定 标样0 1 Ethylbenzol CDCl3脉冲 zg30 如下图所示具体操作如下 zg30PulseSequence 第一步 将0 1 Ethylbenzol CDCl3标准品放入磁体中 输入edc命令 出现如下对话框 先采一个H谱 第二步 锁场 匀场 匀场完成后 输入wobb命令进行调谐 第三步 调谐 输入getprosol 第四步 1 在Acqupars中设置参数 2 采样 第五步 将2 75ppm左右的四重峰放大 红线放在四重峰的中间 然后按下列步骤进行即可将o1p设为2 75ppm ns设为1ds设为0d1设为3 第六步 设置参数 第七步 运行Paropt命令 出现如下对话框 按提示填好后 采样即可 Paropt是一AU程序 它可改变某一参数 P1 D1 O1等 并将一系列处理的谱图列出 谱图储存在处理数控 的文件中 此处给出的P1值为900时的值 由于Bruker仪器中H的采样脉冲为zg30 所以写入edprosol表中的数值应该为15 33 46 3 如下图所示 第八步 实验结果 表中1处必须为H 将上面测得的H的F1值写在2处 点save 第九步 将实验结果写入探头 标样40 ASTM C6D6具体操作如下 1 先采一个H谱读o2p的值 脉冲序列 zg30 如右图 2 一个C谱读o1p的值 脉冲序列为 zgpg30 如下图 实验二 13CF1 观察通道 通道的900脉冲 P1值 测定 zg30PulseSequence zgpg30PulseSequence 3 以脉冲序列zgpg采H谱 测定P1值 脉冲序列如下图 第一步 将40 ASTM C6D6标样放入磁体中 先采一个氢谱读o2p的值 具体操作如下 edc lockC6D6 shim wobb getprosol g 读o2p的值 第二步 采一个C谱读o1p的值 具体操作如下 edc后出现如下对话框 lockshimwobbgetprosolg 第三步 在AcquPars中完成以下操作 o1p 66 81o2p 3 46ds 0ns 1d1 40运行paropt 对某一实验参数做渐进式的调整 命令p1 ok1 ok1 ok16 okg 由于我们设置的P1起始值为1 步长为1 所以我们可以知道在1800脉冲时的时间为16 34 所以900脉冲的为8 17 将8 25填入edprosol表中 如下图所示 第四步 实验结果 表中1处必须为13C 将上面测得的13C的F1值写在2处 点save 第五步 将实验结果写入探头 去偶通道900脉冲的测定 在去偶通道中激发的原子核磁化矢量随脉冲作用时间的变化是无法直接观察到的 只能通过偶合作用反应到采样通道中的原子核磁化矢量的变化上 例如确定1H在去偶通道的90 脉宽 需要通过观察采样通道中与之有偶合的13C磁化矢量信号随去偶通道1H的脉冲作用时间的变化 实验三 HF2 去偶通道 通道的900脉冲 P3值 测定 DEPT90PulseSequence 当P3值准确时谱图中只显示CH的C信号 CH3和CH2的C信号将消失P1是采样通道原子核的90 脉冲 P3是所要确定的去偶通道原子核的90 脉冲 d2是一段时间延迟 长度为1 2J J是两个通道的原子核之间的偶合常数值 在90 脉冲测定时 J值必须是已知的 标样0 1 Ethylbenzol CDCl3 脉冲 dept90 如下图所示 将0 1 Ethylbenzol CDCl3标准品放入磁体中 输入edc命令 出现如下对话框 在AcquPars中完成以下操作 o1p设为100o2p设为4 5d1设为2 输入p3出现对话框 改变图中p3的值 可得到不同的C谱 P3值太小出现如下C谱 P3值太大出现如下C谱 P3值合适时会出现如下C谱 将合适的p3值输入到edprosol表中HF2通道中 如下图所示 表中1处必须为H 将上面测得的H的F2值写在2处 点save 13CF2通道 去偶通道 的900脉冲 P3值 测定 标样1 CDCl3 Acetone具体操作如下 1 先采一个H谱读o1p和cnst2的值 脉冲序列 zg30 如右图 2 一个C谱读o2p的值 脉冲序列为 zgpg30 如下图 zgpg30PulseSequence zg30PulseSequence 3 以脉冲序列decp90采H谱 测定P3值 脉冲序列如下图 DECP90PulseSequence 上图所示的脉冲序列是通过观察采样通道的13C信号强度的变化测定去偶通道1H的900脉宽 这里我们想确定去偶通道13C的900脉宽 只需输入edasp命令将两个通道设置的原子核互换即可 将1 CDCl3 Acetone标样放入磁体中 先采一个H谱读o1p和cnst2的值 具体操作如下 edc后出现如下对话框 nsdsrggetprosolg 再采一个C谱读o2p的值 具体操作如下 lockwobbshimmingns 8ds 4rg 128getprosolg 以脉冲序列decp90采H谱 测定P3值 运行edasp命令 出现如下对话框 将F2通道换为13C 然后点击default save 注意 这里的F1和F2通道和脉冲序列里的不同 此处的F1和F2通道对应仪器中的F1和F2通道 而脉冲序列中所有的观察通道叫做F1通道 另一个通道叫做F2通道 getprosolns 1o1p 8o2p 78ds 0d1 5CNST2 215p3 1 将上图调整相位 具体方法如下 1 将调整相位时的红线放在C的卫星峰 使C的卫星峰一正一负 2 在Procpars中设置参数Baselinecorrection efp 出现如下谱图 将上图中红线区域放大并运行如下命令DplParopt 对某一实验参数做渐进式的调整 p3 ok1 ok1 ok16 ok 当P3脉冲为90 时 采样通道中全部是不可检测的多量子相干信号 而大于或小于90 时 都含有可检测到的单量子相干信号 只是峰的相位正好相反 因此通过采样通道峰的变化可以间接确定去偶通道的90 脉宽 由于我们设置的起始值为1 步长为1 所以我们可以知道在1800脉冲时的时间为16 5 所以900脉冲即P3的值为8 25 将8 25填入edprosol表中 如下图所示 表中1处必须为13C 将上面测得的13C的F2值写在2处 点save Edlock表中Field的校准 原理超导磁体的磁场会随时间而逐渐减小 为了保持特征频率 如 400 13MHz 下氢正共振所需磁场不变 而需改变室温匀场线圈中的电流 以补偿磁场的变化 室温线圈中的补偿电流由Filed值表示 Filed值为正值时 室温线圈补偿磁场的方向与超导线圈的磁场方向相反Filed值为负值时 室温线圈补偿磁场的方向与超导线圈的磁场方向相同 校准步骤 Bruker仪器的基础场是以CDCL3为溶剂的标样匀出的 所以校准Field值时需用CDCL3为溶剂的标样具体操作如下将以CDCL3为溶剂的标样放入磁体中选取CDCL3 Lock命令锁场 目的将lockshift 设为对应值按lock键 取消锁场调整field使信号处于中间位置键入Edlock命令点击下图中的1图标 系统读入此时的Field的值 并更改表顶部的Field值选择SAVE键保存 甲醇锁偏场问题的处理 将以CDCL3为溶剂的标样放入磁体中选取CDCL3 Lock命令锁场 目的将lockshift 设为对应值按lock键 取消锁场调整field使信号处于中间位置键入Edlock命令点击下图中的1图标 系统读入此时的Field的值 并更改表顶部的Field值选择SAVE键保存 将以MeOD为溶剂的样品放入磁体中选取MeOD Lock命令锁场 目的将lockshift 设为对应值按lock键 取消锁场调整field使信号处于中间位置按lock键 锁场输入loopadj命令 需在lock锁定的状态下 将反馈lockfilt lockgain locktime的数值并数值填入到edlock表中相应的位置将CDCL3和MeOD的field差值填入edlock表中field correction列中save在ICON NMR中选择noauto点保存即可 水峰压制 WaterSuppression 核磁共振实验样品有许多是溶在水中 而水的共振信号又是实际样品的数千甚至数万倍 ADC的资源基本上被用来描述水峰而很少一部分用来描述实际的样品以致样品的信号被淹没在噪音 存在的问题 动态范围 实际样品的信号低S N 实际样品的信号淹没在基线噪音中 接近水峰的信号 骑 在水峰上 解决方法在采样前压制水峰 一经常用到的方法是预饱和 x64 预饱和 Presaturation 使用一长约定1 2s而低的脉冲选择的使水峰达饱和状态 然后用一硬900脉冲激发样品 其结果是使接受器的增益参数增加而提高动态范围及S N 运用的脉冲序列为zgpr 如下图所示 zgprPulseSequence 压水峰实验 具体操作如下 1 脉冲序列zgpr2 预饱和时间为1 5s3 O1移到水峰位置4 逐渐的增加脉冲强度5 优化匀场条件 并准确调整O1位置 Watersuppressioncanbeachievedforinstancebyapplyingalong lowpowerpulsetothewaterresonance followedbyahard90degreepulsetoexcitethespinsofinterest Thisso calledpresaturationpulsetypicallylasts1 2sandithastheeffectthatitsaturatesthewaterresonance whichmeansthatbythetimeweapplyanRFpulsetoobservethespectrum thereisnonetwatermagnetizationleft Rememberthatalongpulsehasanarrowfrequencyresponse Asaresultthereceivergaincanbeproperlysetforthelowintensityresonances resultinginabettersignaltonoiseandabetterdynamicrange 一般水峰压制 步骤如下 O1p定为水峰的位置在pulprog中将脉冲程序改为zgprGetprosold1 3PL9 50 60dbg 讨论 1 PL9可改变 如果溶剂峰很大可放大 溶剂峰小或不想完全压为0 可放小 2 PL9不宜太大 太大会导致压制的范围很宽 水峰或溶剂峰很大时可用下列方法压制 在pulprog中选取noesygppr1d脉冲程序GetprosolD8 0 1GPZ1 50 GPZ2 10 将o1p设为要压制的水峰或溶剂峰的位移值 多峰压制 1 先采一个H谱2 rparLC 出现如下界面 L30 n n为要压制的峰的个数 顺序为由大到小 F1p 15 f2p 1 F1p f2p为要压制的谱图的范围 CNST29 1getprosolns运行xaua命令 压制前后对比 比较单峰压制和双峰压制 如何在Solvent表中增加新的溶剂 以DCl 30 DCl D2O 为例 将已知的DCl的位移值写入Edlock表中Distance列 其它列值可参照CDCl3的值填写 Edlock表中DCl的lockfilt lockgain locktime的编辑 将以DCl为溶剂的样品放入磁体中选取DCl Lock命令锁场 目的将lockshift 设为对应值按lock键 取消锁场调整field使信号处于中间位置按lock键 锁场输入loopadj命令 将反馈的lockfilt lockgain locktime数值填入到edlock表中相应的位置save 重新起动Topspin软件 第二部分 实验设置 一 二维实验 2DNMR谱图常以轮廓图表示而不用三维的方式 相同情况同样使用在地图上 绝对值与相敏 phasesensitive 的COSY绝对值COSY的峰都为正峰 相敏COSY的峰有正负 可调相位 相敏COSY中的峰比绝对值COSY的峰更尖锐 可减小谱峰的重叠程度 但需要增加累加的数据点 多量子滤波 MQF COSY双量子滤波DQF COSY 滤掉 减小 单量子峰 对角线峰和没有偶合的溶剂峰 叁量子滤波TQF COSY 滤掉 减小 单量子和双量子峰 1H 1HCOSY的种类 二者是可以互相结合的 如 DQF COSY可以是绝对值的也可以是相敏的 COSY 2DCOSYexperiment magnitudemode 2DCOSYexperiment magnitudemode 与H HCOSY900相比 选用H HCOSY450减少平行跃迁间的磁化转移强度 限制了多重峰内的间接跃迁 对角线则因自身的自相关峰消失而被简化 H HCOSY450谱中的对角线峰沿对角线变窄 减小了对邻近的交叉峰的干扰 2Dlong rangeCOSY magnitudemode 2DCOSY DQFexperiment phase sensitive 2DCOSYexperiment phase sensitive DQF COSY与相敏COSY的图形基本相同 但DQF COSY有以下的优点 1 在二维谱中抑制了包括化合物所固有的强峰 如叔丁基 甲氧基等 和溶剂峰2 在相敏COSY中 交叉峰为吸收性 对角线峰为色散型 对角线旁的交叉峰易受干扰 DQF COSY中 对角线峰与交叉峰峰均为吸收型 对角线的峰型有很大的改善 1H 1HTOCSY 两个 组 氢原子只要是在一个自旋体系中 无论是有直接偶合或是间接偶合 它们之间都会有相关峰出现 自旋体系是由多个原子核组成的体系 体系中任一原子核至少与本体系中另一原子核有J偶合 而体系中所有原子核都不与体系外的原子核有J偶合一个自旋体系中 原子核之间有J偶合存在 称为直接偶合 没有J偶合的 称为间接偶合 TOCSY是运用自旋锁定的方法 将同一自旋系统中的所有氢均关联 可以逐步增加自旋锁定时间 使自旋系统中的各个1H依次相关 达到推定结构的目的 有些象接力COSY谱 1H 1HCOSY 3 4 2 1 1 2 3 4 2 3 3 4 1 2 2D1H 1HTOCSY 混合时间50ms 2 TOCSY TOtalCorrelationSpectroscopY orHOHAHA HomonuclearHartman HahnSpectroscopy 不同的混合时间给出不同接力程度的TOCSY谱当混合时间很小时 TOCSY谱相当于COSY谱 2DGradientTOCSY 混合时间10ms 2DGradientCOSY 45 2 2DGradientTOCSY 混合时间20ms 4 3 4 2DGradientTOCSY 混合时间50ms COSY和TOCSY谱比较 1 COSY交叉峰中主动偶合的磁化矢量是反相组分 小J偶合信息可能被抵消 而TOCSY实验的主动偶合是同相组分 提高了小J偶合的检测灵敏度 2 TOCSY谱的特征是提供COSY和同核接力相干转移信息 接力转移信息 接力转移步数由自旋锁定混合脉冲长度控制 因此 可以不同的 m参数得到不同偶合相关信息 在2D谱线横截面等高图上可以观察到一个完整的自旋体系 简化谱线归属 NOESY Noesy的交叉峰表示原子相互在空间上相邻 其强度可用来估算原子间距并以此推断分子的空间结构 NOE实验对环境变化非常敏感 为了得到高质量的谱图 有如下建议1 高质量的样品 样品的分子量最好小于800或者大于2000 不然NOE信号会很小 在这种条件下 最好做ROE实验 2 样品稳定性好 3 高质量的核磁管4 最好预先超声或者通氩气除氧5 NOE实验过程中最好做到恒温 2DNOESYexperiment phase sensitive ge 2DNOESYexperiment phasesensitive NOESY和ROESY的区别 ROESY是旋转坐标系的NOESY谱 都提供通过空间作用的核自旋相关信息 但两者有区别 1 NOESY和ROESY的交叉峰都取决于相关自旋间存在交叉驰豫 但NOE是纵向交叉驰豫 Longitudinalcrossrelaxation nn而ROE是横向交叉驰豫 trasbversecrossrelaxation 2 检测灵敏度的差异 NOE和ROE交叉峰强度与对角线峰强比值与相关时间 m有关 NOESY交叉峰在分子量大和小两个极端 灵敏度很大 而ROESY交叉峰在不同分子量的分子中变化不大 3 NOESY相关峰为反相组分 而ROESY相关峰为同相组分 可以检测小的相互作用 ge 2DNOESYexperiment phasesensitive 2DROESYexperiment phasesensitive 异核相关谱可通过观测碳 1H 13CHetcor 或观测氢 HMQC HSQC 观测氢的实验也称做反相实验 1H 13CHSQC 碳氢直接相关实验 1H 13CHSQC实验是异核二维谱 没有对角线峰 每个相关峰表示相交的氢 碳峰所对应的氢 碳原子是直接 一键 相连的 HSQC实验可以使氢谱和碳谱中的谱峰指认信息相互利用 相互印证 当CH2上两个氢的化学位移不等时 HSQC谱上 一个碳峰就会与两个氢峰有相关峰 2D1H 13CHSQCusingpresaturation phasesensitive Pl9 55 60dbD1 1 5 2s ge 2D1H 13CHSQCwithaz filter phasesensitive ge 2D1H 13CHSQCusingecho antiecho phasesensitive ge 2D1H 13CHSQCwithimprovedsensitivity phasesensitive ge 2D1H 13Cedited HSQCwithaz filter phasesensitive ge 2D1H 13Cmultiplicity editedHSQCusingecho antiecho phasesensitive 1H 13CHMBC 氢碳远程相关实验 HMBC是异核二维谱 没有对角线峰 每个相关峰表示相交的氢 碳峰所对应的氢碳原子是以两键 叁键或四键相连的 HMBC谱上是否出峰与氢 碳原子相隔几键没有直接关系 只与实验参数设置中所设的J值有直接关系 氢碳两键 三键或四键的J值范围有很大部份是重叠的 由于脉冲序列的关系 HMBC谱中有时也会出现一键偶合的峰 是以一对相隔一百多Hz的小峰出现在对应氢峰的化学位移两边 2D1H 13CHMBCusinglow passJfilter magnitudemode 2D1H 13CHMBCusingpresaturation magnitudemode Magnitude modege 2D1H 13CHMBC ge 2D1H 13CHMBCwithlow passJfilter Magnitude mode 化学位移相关谱提供两健或大于两键的C H偶合信息 是建立C C间关联 甚至跃过氧 氮或其它原子的官能团关联的有效方法 成为推导结构 归属同碳质子 确定1H取向等立体结构分析以及解决那些由屏敝效应难以解释的季碳归属问题的强有力工具 同C H相关一样 COLOC的缺点是 1JC H峰得不到有效的压制 灵敏度通常用样量20 30mg 累加14 18小时 HMBC实验可以完全解决以上缺点 现在已经淘汰了COLOC实验方法 样品 溶剂 DMSO 400MHz 软件 TOPSPIN1 3 1 先做氢谱 匀场 调谐 2 在命令行键入 butselnmr 右侧出现界面3 点击selective4 进入积分菜单 选择需要激发的峰积分 saveregionsaveregionto reg 保存并返回ns 1 td 32k 点setpulsecalibrate自动保存数据 第一次要求做此步 以后就可以不做了 4 点击右侧界面上的selGrNOESYORCOSY TOCSY5 re2 efp apk NOE ROESY信号弱 累加次数增加 实验步骤 样品 溶剂 DMSO 400MHz 软件 TOPSPIN1 3 补充 实验步骤4的操作细节 sp2 f1channelshapedpulseP12 us f1channel180degreeshapedpulse 采样参数 asedO1 需要被激发峰的频率 sp2 f1channelshapedpulseP12 us f1channel180degreeshapedpulse 采样参数 ased 一维选择性TOCSY 采样参数设置 采样参数 ased xwin nmr常用命令 lock 锁场lockdisp 显示锁场窗口rga 根据样品条件自动调整增益zg 开始采样acqu或a 显示采样窗口tr 中间取数efp 对采样结果进行傅立叶变换apk 自动相位调整abs