تدور نقل التشبع الفرق NMR (SSTD NMR): أداة جديدة الحصول الحركية معلمات من عمليات التبادل الكيميائي

الهدف العام من هذه التجربة هو الحصول على المعلمات الحركية وعمليات التبادل الكيميائي المتبادل في الجزيئات العضوية والمعدنية العضوية الصغيرة التي يصعب قياسها بالطرق التقليدية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في فهم ديناميكيات الجزيئات للجزيئات العضوية والمعدنية العضوية التي تخضع للتبادل الكيميائي. على سبيل المثال التباين الدوراني ، والتوازن التوافقي ، وانعكاس النيتروجين ، وتبادل اللجنين ، والتوتومرية.

تتمثل المزايا الرئيسية لهذه التقنية في أنه لا توجد حاجة لدمج إشارات التبادل وأن المعدل الثابت ووقت الاسترخاء يتم الحصول عليهما في نفس التجربة. خطرت لنا فكرة هذه الطريقة لأول مرة عند التحقيق في السلوك الوظيفي لمجمعات أيون البلاتين في المحلول وأدركنا أن تقنيات تحليل محاذاة درجة الحرارة المتغيرة لم تكن مناسبة. لتجربتنا في تفاعلات البروتين واللجنين بواسطة الرنين المغناطيسي النووي ، أدركنا أنه في الواقع يمكن تطبيق مناهج الرنين المغناطيسي النووي المماثلة لدراسة عمليات التبادل في الجزيئات العضوية واتضح أنها صحيحة.

أضف خمسة ملليغرامات من ثنائي ميثيثياميد إلى أنبوب الرنين المغناطيسي النووي المناسب لدرجات الحرارة المنخفضة وقم بإذابة ستة ملليلتر من التولولين الدوتر. لإعداد تجارب SSTD NMR ، قم أولا بإدخال العينة في المغناطيس. تتمثل إحدى الخطوات الرئيسية في مساعدة تجربة الرنين المغناطيسي النووي في التحكم في درجة الحرارة ، لذا تأكد من ترك العينة تستقر عند درجة الحرارة المحددة لمدة 20 دقيقة على الأقل.

بمجرد أن تكون العينة في المغناطيس ، اكتب EDTE في سطر الأوامر. قم بتغيير درجة الحرارة إلى أول درجة حرارة محددة لإجراء التجربة. دع العينة تستقر عند درجة الحرارة المختارة لمدة 20 دقيقة على الأقل.

قم بإجراء تجربة الرنين المغناطيسي النووي للبروتون من فئة واحدة على العينة كما هو موضح في بروتوكول النص ثم قم بإنشاء مجموعة بيانات جديدة لتجربة الرنين المغناطيسي النووي للبروتون بالنقر فوق ملف ، جديد وقم بتسمية التجربة الجديدة. في مجموعة البيانات الجديدة، اكتب RPAR في سطر الأوامر. حدد إحدى مجموعات معلمات STDDIFF من القائمة.

لتحديد تسلسل نبض STDDIFF ، انقر فوق الزر الذي يحتوي على ثلاث نقاط في خط برنامج النبض. قبل إجراء تجربة SSTD NMR ، قم بمعايرة البروتون 90 درجة النبضة الصلبة P واحد. اكتب pulsecal في سطر الأوامر وانسخ قيمة النبضة 90 درجة بالطاقة الأعلى وهي التي تعطي أقصر نبضة.

أدخل قيم النبضة الصلبة المعايرة في التجربة باستخدام الأمر getprosol. بعد ذلك ، اضبط طول النبضة المحددة ، واكتب P13 وأدخل قيمة 50 ، 000 ميكروثانية. اضبط شكل النبض الانتقائي بالانتقال إلى الطاقة والنقر فوق الزر "تحرير" بجوار الشكل ثم انتقل إلى الشكل النبضي 13 واختر نبضة Gausian.

اضبط قوة النبض الانتقائية SP13 على 50 ديسيبل. اكتب NS واضبطه على ثمانية ثم اكتب DS واضبطه على أربعة. للحصول على تجربة SSTD NMR ، افتح تجربة الرنين المغناطيسي النووي للبروتون للتحقق من مكان الإشارة التي سيتم تعريضها.

للقيام بذلك ، ابحث عن التجربة في متصفح البرامج ، انقر بزر الماوس الأيمن في مجموعة البيانات وانقر فوق العرض في نافذة جديدة. يجب أن تكون انتقائية التشعيع دقيقة لضمان نجاح التجربة. تأكد من عدم استخدام أي مواد كيميائية للتصحيح أو إمكانية ضبط تردد التشعيع بشكل غير صحيح.

حرك خط المؤشر إلى مركز الإشارة لإشعاع وكتابة التحول الكيميائي بأجزاء في المليون. حدد العرض الطيفي الذي سيتم استخدامه في التجربة. في هذه الحالة ، تكون الإشارة المراد تشعيها عند 2.17 جزءا في المليون والعرض الطيفي المستخدم هو 1.46 جزءا في المليون.

بعد ذلك ، انتقل إلى تجربة SSTD NMR التي تم إنشاؤها مسبقا ، وقم بإنشاء قائمة بترددات التشعيع عن طريق كتابة FQ2LIST في سطر الأوامر ، وتحديد قائمة موجودة. قم بتحرير قائمة ترددات التشعيع كما هو موضح في بروتوكول النص. احفظ القائمة باسم جديد.

ثم اكتب FQ2LIST في سطر الأوامر وحدد القائمة التي تم إنشاؤها للتو. لتركيز التجربة على الإشارة تحت نوع الدراسة O1P وتحديد التحول الكيميائي في الإشارة التي سيتم تشعيعها كمركز للتجربة. اكتب SW لتحديد العرض الطيفي.

اختر قيمة تأخير الاسترخاء بين المسح الضوئي D1. تأكد من أنه ما لا يقل عن واحد إلى خمسة أضعاف قيمة T1 لأبطأ بروتون مريح. اكتب D1 واضبطه على 40 ثانية. قم بتعيين القيمة الأولى لوقت التشبع عن طريق كتابة D20 وتعيينها على 40 ثانية.

حدد كسب جهاز الاستقبال تلقائيا عن طريق كتابة RGA. قم بإنشاء التجربة التالية عن طريق كتابة IEXPNO. اكتب D20 وحدد وقت تشبع مدته 20 ثانية.

ثم اكتب RGA لتحديد RG تلقائيا. كرر الخطوة الأخيرة ل D20 تساوي 10 وخمسة و2.5 و1.25 و0.625 و0.3 ثانية. بمجرد إنشاء جميع التجارب ، افتح التجربة الأولى وفي سطر الأوامر اكتب multizg وحدد عدد التجارب. لمعالجة البيانات ، افتح العملية رقم واحد من مجموعة التجارب ذات وقت التشبع الأعلى.

في سطر الأوامر، اكتب LB وقم بتعيين القيمة إلى 1.5. في سطر الأوامر، اكتب EFP وعدد FID العملية يساوي رقما واحدا قيد المعالجة يساوي اثنين. قم بتصحيح مرحلة التجربة بالنقر فوق زر تصحيح الطور التفاعلي واحفظه كتجربة اثنين من G ثم احفظه وخروج.

اكتب REP واحدا في سطر الأوامر للانتقال إلى العملية رقم واحد. في سطر الأوامر ، اكتب EFP وعدد FID العملية يساوي اثنين ، والرقم قيد المعالجة يساوي ثلاثة. بعد ذلك في سطر الأوامر، اكتب النقطة MD ثم REP 2 لإظهار نافذة عرض متعددة مع كل من طيف العملية الثاني والثالث.

انقر فوق الزر الذي يحتوي على علامة دلتا لحساب أطياف الفرق وحفظها في العملية رقم أربعة. ثم اخرج من نافذة العرض المتعددة. حدد نطاق التكامل من الإشارة الموجودة على اليسار.

دائما بدمج نفس المنطقة في العملية رقم ثلاثة والعملية رقم أربعة. بمجرد الدمج ، انتقل إلى علامة التبويب التكاملات في كل تجربة وانسخ القيمة المطلقة للتكامل. كرر الإجراء لبقية التجارب بأنواع التشبع المختلفة.

للحصول على المعلمات الحركية ، اسحب أولا قيم معلمة SSTD التي تم الحصول عليها مقابل وقت التشبع. تابع تحليل البيانات كما هو موضح في بروتوكول النص. يميز الدوران المعوق حول رابطة الأميد كلا مجموعتي الميثيل إلى إشارتين في أطياف البروتون بالرنين المغناطيسي النووي.

تشبع الدوران لمجموعة الميثيل عند 2.17 جزء في المليون إلى اختفاء إشارتها في الرنين المغناطيسي النووي للبروتون. عند تشبع مجموعة الميثيل B عند 2.17 جزء في المليون ، يمكن ملاحظة نقل التشبع إلى مجموعة الميثيل A عند 2.16 جزء في المليون بسبب الدوران الداخلي من خلال انخفاض شدة البروتون في الإشارة عند 2.61 جزء في المليون. ويحسب عامل معلمة SSTD بقسمة قيمة التكامل لمجموعة الميثيل A في طيف الفرق على قيمة تكامل مجموعة الميثيل A في الطيف الأصلي.

بالنسبة لدرجة حرارة معينة ، أعطى مخطط قيم معلمة SSTD مقابل وقت التشبع منحنيات أسية. يعطي تركيب المنحنيات المعدل ثابتا ووقت الاسترخاء لبروتون الإشارة المقاسة. أسفرت مخططات معلمة SSTD مقابل وقت التشبع في درجات حرارة مختلفة عن ثوابت معدل مقابلة وأوقات الاسترخاء.

تم استخدام معادلة Eyring لحساب المعلمات الديناميكية الحرارية. تعد القيم التي تم الحصول عليها باستخدام SSTD NMR اتفاقا ممتازا مع البيانات المبلغ عنها باستخدام تقنيات أخرى. بمجرد إتقان مجموعة من التجارب عند درجة حرارة معينة للحصول على قيمة معدل ثابت ويمكن إجراء وقت الاسترخاء في حوالي ثلاث ساعات إذا تم إجراؤه بشكل صحيح.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن اختيار المذيبات ودرجات الحرارة أمر بالغ الأهمية للحصول على نتائج جيدة. نظرا لأن أسعار الصرف الكيميائية يمكن أن تختلف اختلافا كبيرا مع هذه المعلمات. باتباع هذا الإجراء ، يمكن أيضا دراسة عمليات أخرى مثل التبادل الكيميائي الحركي الناعم بين الجزيئات وتبادل اللجنين ، وإلى جانب هذه الطريقة يمكن توسيعها للتعامل مع التبادل متعدد المواقع والمجموعات السكانية غير المتكافئة بشرط إجراء تعديل مناسب للمعادلة.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إجراء تجارب فرق نقل تشبع الدوران وكيفية استخدام نقل المغنطة للحصول على المعلمات الحركية والديناميكية الحرارية في الجزيئات التي تخضع للتبادل الكيميائي. لا تنس أن العمل مع المواد الكيميائية يمكن أن يكون خطيرا للغاية ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل نظارات السلامة والقفازات أثناء إجراء تحضير العينة في هذا الإجراء.