INEPT з рефокусуванням

Однією із проблем описаної вище послідовності INEPT є те, що вона не дозволяє використовувати протонний декаплер під час збору даних. Це пов'язане з тим, що при вмиканні декаплеру одразу зникає гетероядерне J-розщеплення, протифазні намагніченості в результаті векторного додавання взаємно знищуються і переніс поляризації не спостерігається. Даний ефект обумовлений тим, що явище переносу поляризації, оскільки це процес, що базується на релаксації, потребує певного часу. Без декаплера переніс поляризації відбувається під час збору даних. Тому, якщо бажано використовувати декаплер, треба починати збір даних через певний час після закінчення послідовності INEPT. З цієї ситуації можна вийти, якщо в імпульсну послідовність ввести елемент ще однієї спінової луни на обох ядрах. Перевагою такого експерименту є також і те, що у випадку, коли додатковий період D2 вибрати відповідним до існуючих гетероядерних КССВ, то компоненти дублетів, продовжуючи свою еволюцію, опиняться у фазі і матимуть такий самий вигляд, як і у звичайного вуглецевого спектру, але зі збільшеною інтенсивністю. Тобто за час дії додаткового періоду D2 відбувається рефокусування компонентів намагніченості спіна Х, що пов'язана з розщепленням на ядрах Н. За даних умов під час збору даних вже можна використовувати широкосмуговий декаплінг на протонах. При цьому одержуємо послідовність INEPT з рефокусуванням (Рис. 4.56б). Результат дії цієї послідовності ілюструє рис. 4.60.

Рис. 4.60. Експериментальний ¹³С спектр мурашиної кислоти, отриманий без INEPT і з INEPT ілюструє збільшення інтенсивності, що є результатом перенесення поляризації.

Як і раніше, період рефокусування ділиться навпіл імпульсом спінової луни, що видаляє залежність від хімічного зсуву. Для повного рефокусування період D2 вибирають еквівалентним 1/2J. Однак такий період підходить тільки для ядер Х, що зв'язані з одним протоном. Для груп ХН₂ і ХН₃ він непридатний. Компоненти таких сигналів продовжують перебувати в протифазі і не дають результуючого сигналу при дії декаплера. (цей ефект можна використовувати для редагування спектра). Теоретично показано, що для одержання оптимальної чутливості період рефокусування повинен становити

D2 = (1/pJ)sin^-1(1/n^1/2) (4.19)

де n – кількість протонів, що зв’язані з атомами вуглецю. Ангулярний параметр слід вибирати в радіанах. У вуглецевих спектрах для груп СН, СН₂ і СН₃ величина D2 повинна становити відповідно 1/2J, 1/4J і 1/5J. Якщо необхідно спостерігати одночасно всі розщеплені мультиплети, вибирають компромісне значення D2 = 1/3,3J. Для величини КССВ 140 Гц D2 = 2,2 мс. Спектр, записаний за цих умов, але без протонного декаплінгу, містить певні фазові викривлення, оскільки період рефокусування не є оптимальним. Однак ці викривлення можуть бути усунутими за допомогою декаплінгу.

У випадках, коли тонка структура розщеплення ХН являє інтерес і протонний декаплінг не застосовується, відносні інтенсивності компонентів мультиплетів можуть бути порушені. Це є одним з недоліків послідовності INEPT. Навіть після придушення внеску природної намагніченості ядра Х для груп ХН_n залишаються аномалії інтенсивностей (Рис. 4.61).

Рис. 4.61. Відносна інтенсивність ліній мультиплетів у спіново-зв’язаних спектрах INEPT. (a) звичайні інтенсивності компонентів мультиплетів (б) INEPT без (в) і з придушенням природної намагніченості

Особливо слід зазначити занижену інтенсивність центральних ліній мультиплетів. Однією з послідовностей, що запропоновані для усунення цього недоліку, є INEPT+. Ця послідовність включає додатковий «очищувальний» імпульс на протонах, що видаляє складові намагніченості, пов'язані з аномаліями інтенсивностей. На практиці описана нижче послідовність DEPT, є кращою, оскільки вона менш чутлива до недосконалості умов експерименту.

Метод INEPT можна використовувати також і для переносу поляризації через декілька хімічних зв’язків. У цьому випадку вдається спостерігати у спектрі четвертинні атоми вуглецю, або непротоновані атоми азоту, інтенсивність яких збільшена за рахунок перенесення поляризації. Для реалізації такого експерименту потрібно обрати інтервали D1 у відповідності до наявних величин КССВ. У деяких випадках ситуацію можна істотно спростити, якщо гомоядерну взаємодію видалити за допомогою селективного протонного декаплінгу під час періоду D1. На рис. 4.62 наведений результат накопичення спектра ¹⁵N для аденозин-5'сульфату 4.28. з перенесенням поляризації через один і через два зв'язки.

4.28

Видно всі атоми азоту пуринового фрагменту. Наведено два варіанти спектрів, у яких перенесення поляризації оптимізоване для J=90 Гц і J=10 Гц, що відповідає КССВ через один і два зв'язки.

Рис. 4.62. Спектр INEPT аденозин 5' - моносульфату 4.28. при природному вмісті ^I5N. Нижні спектри виміряні за допомогою послідовності INEPT, а верхні – за допомогою lNEPT з рефокусуванням. Затримки були розраховані для (a) J = 90 Гц і (б) J = 10 Гц. Для (a) у нижньому спектрі співвідношення інтенсивностей компонентів сигналу групи NH₂ становить 1:0:-1 в (б) для всіх сигналів спостерігається протифазне розщеплення ¹H-¹⁵N через два зв'язки. Хімічні зсуви в спектрах виміряні відносно нітрометану