Застосування гомоядерного декаплінгу

Методика гомоядерного декаплінгу була першою методикою, що дозволяла отримати зі спектру інформацію про спіновий зв’язок в молекулі. Раніше вона називалася подвійним резонансом. Це було обумовлене тим, що на стаціонарних приладах, в яких не використовувалося імпульсне збудження магнітних ядер, для її реалізації застосовувався другий радіочастотний генератор, що додатково опромінював обраний спектральний діапазон при вимірюванні спектру. Тобто в кожний момент часу опромінювалися дві ділянки спектру. Одна з них, за допомогою декаплера, постійно, а друга, за допомогою штатного генератора спектрометра на короткий час, що визначався часом запису спектру. При записі спектру частота штатного генератора змінювалася, проходячи весь спектральний діапазон за час від 5 до 20 хв.

На сучасних імпульсних спектрометрах застосування гомоядерного опромінення під час накопичення сигналу СВІ пов'язане з подоланням деяких експериментальних проблем. Оскільки насичення сигналу за допомогою декаплера та збір даних доводиться проводити одночасно, то експеримент потрібно проводити так, щоб приймач був вимкненим у той час, коли ввімкненим є декаплер. Коли ця умова не виконується, сигнал просто зникне. Оскільки збір даних завжди здійснюється в дискретному режимі, тобто після вибірки чергової точки до вибірки наступної існує цілком певний проміжок часу, то саме цей час і використовують для впливу декаплера. Для цього спектрометри оснащуються спеціальними електронними пристроями. Інтервали, під час яких вмикається декаплер становлять лише невелику частину загального часу збору даних, приблизно 20% або менше. Використання такого прийому приводить до того, що реальна потужність декаплера є трохи меншою, ніж потужність постійного поля В₂.

Тому радіочастотну потужність для гомоядерного декаплера задають трохи більшою, ніж це потрібно, наприклад, для насичення сигналу розчинника, коли такий конфлікт із приймачем не виникає. Якщо відключення декаплеру не точно узгоджене з вибіркою даних, у спектрі можуть з'явитися значні артефакти. Найбільш істотним є зниження співвідношення сигнал/шум, що пов'язане із просочуванням у приймач випромінювання декаплера і значний пік, що виникає в спектрі на частоті декаплера. Хоча насправді при цьому страждає тільки естетичний вигляд спектра, але поява такого піка (шипа) є небажаним артефактом. При аналізі спектра недосвідченим користувачем, він може прийняти цей шип за корисний сигнал. Ефект просочування сильно змінюється від приладу до приладу і може бути зменшеним при відповідній його модифікації. Пік в спектрі, що виникає на частоті декаплера, можна видалити шляхом завдання частоти передавача такою самою, як і у декаплера. У цьому випадку звичайні процедури фазового циклування видаляють зі спектру небажаний пік (Рис. 4.5).

Рис 4.5. . В експериментах по гомоядерному декаплінгу іноді в точці прикладення частоти декаплера з'являється некрасивий сигнал у вигляді шипа, як в (a). Цей сигнал може бути легко вилучений зі спектра, якщо встановити частоту передавача такою самою як і частота декаплера. Результат показаний у спектрі (б).

Гомоядерний декаплінг був одним з перших методів, що застосовувався для виявлення спин-спінового зв’язку між сигналами. Тому до того, як були розроблені двомірні методики ЯМР, він використовувався виключно часто. Зараз гомоядерний декаплінг використовують порівняно рідко, оскільки для більш-менш складних спектрів його використання пов’язане з багаторазовою ручною установкою частоти декаплера в кожному експерименті. Для цього потрібен певний час, що робить метод не досить швидким. Альтернативою методу є двомірні спектри COSY, в яких за один експеримент, що триває 3-5 хв., можна отримати інформацію про ССВ всіх сигналів молекули, причому експеримент може бути виконаним в автоматичному режимі. Тому більшість задач такого типу сьогодні вирішується саме за допомогою COSY.