Name: ספין העברת רוויה ההבדל NMR (SSTD NMR): כלי חדש כדי לקבל פרמטרים קינטי של תהליכים כימיים Exchange (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 44 s
Description: למד את שיטת SSTD NMR לקבלת פרמטרים קינטיים של חילוף כימי במולקולות אורגניות ואורגנומתכותיות קטנות. שיטה זו מאפשרת מדידת קבועי קצב וזמני הרפיה בו-זמנית ללא צורך באיחוד אותות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מימון על ידי אוניברסיטת מזרח אנגליה, ה-EPSRC (EP/L012855/1) והאיחוד האירופי (H2020-MSCA-IF-2014-EF-ST-658172) מוכר בהכרת תודה (MTQ).

זהירות: יש להתייעץ כל גיליונות נתוני בטיחות חומרים רלוונטיים (MSDS) לפני השימוש. 1. הכנת דוגמאות NMR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 5 מ&quot;ג של N, -dimethylacetamide N, להוסיף צינור NMR המתאים לטמפרטורות נמוכות ו להתמוסס 0.6 מ&quot;ל של toluene- ד 8. </li></ol> 2. הגדרת ניסוי תמ&quot;ג 25 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> NOE ספקטרה רכישה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצעו ניסוי חד ממדי NOE (אפקט גרעיני אוברהאווזר). 26 הערה: תופעות NOE יכול לקרות בכל טמפרטורה. קשת NOE חד ממדי irradiating האות יהיה מוקרן בניסוי תמ&quot;ג SSTD, נרשמה ב -40 ° C לוודא כי העברת סיבוב המגנטיזציה המדגם המשמש כאן היה ממוזער, ולכן נואי, אם קיים, היה דומיננטי ו להימדד בניסוי הזה. באופן אידיאלי, תופעות NOE בין שני הגרעינים להחלפת שאולd לא להיות נוכח כדי למנוע הפרעות עם שיטת SSTD. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת ניסויים SSTD NMR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את מדגם המגנט ידי EJ ההקלדה הראשון בשורת הפקודה של התוכנה כדי להפעיל את זרימת האוויר. לאחר מכן, לשים את המדגם על גבי מגנט ולאחר מכן הקלד ij. מתן עד המדגם הוא בתוך המגנט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר המדגם נמצא מגנט, סוג edte בשורת הפקודה. שינוי הטמפרטורה לטמפרטורה הראשונה שנבחרה לבצע את הניסוי (295.5 K במקרה זה). בואו המדגם לייצב בטמפרטורה נבחרה דקות לפחות 20. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצעו ניסוי 1D 1 H-NMR על המדגם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור בסיס נתונים חדשים של ניסוי 1 H-NMR. עבור הקליק הזה על קובץ / חדשות שם הניסוי החדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלד ברצף ומחכה הפקודה הקודמת ועד סופו: מנעול, עתמה, topshim, getprosol ו RGA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלד &lt;em&gt; ZG לרכוש את ניסוי הפרוטון. ברגע שזה סיים סוג EFP ו apk כדי התמרה זה ולהתאים את השלב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור בסיס נתונים חדשים של, למשל, ניסוי 1 H NMR. עבור הקליק הזה על קובץ / חדשות שם הניסוי החדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתוך אוסף הנתונים החדש הזה, הקלד rpar בשורת הפקודה. בחר אחת מהערכות פרמטר &quot;STDDIFF&quot; מהרשימה, למשל STDDIFFESGP, ולחץ על &quot;לקרוא&quot; ולאחר מכן &quot;לקרוא את כל&quot; (איור 1). לחלופין, לעשות זאת על ידי הקלדת STDDIFFESGP rpar כל. הערה: ניתן לבצע את הניסוי עם רצף הדופק הזה. עם זאת, התכנית הדופקת השתמשה בניסוי שלנו הייתה STDDIFF. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לבחור את רצף דופק STDDIFF, לחץ על הלחצן עם שלוש נקודות בקו PULPROG (איורים 2 ו -3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני ביצוע הניסוי NMR SSTD, לכייל את 1 H 90 ° Puls קשהדואר (P1). לשם כך, להבטיח כי המדגם הוא המגנט בטמפרטורה הרצויה (שלב 2.2.2). הקלד pulsecal בשורת הפקודה ולהעתיק את הערך של הדופק 90 ° על כוח עליון (PL1 = -1 dB במקרה זה), כלומר, אחד שנותן את הדופק הקצר (איור 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הצג את הערכים עבור הדופק הקשה המכויל בניסוי. סוג getprosol 1H (ערך עבור p1 שהושגו בשלב 2.2.7) (ערך עבור PL1) (איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את אורך הפולס בצורה. P13 סוג להציג ערך של 50,000 μsec (איור 6). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הצורה הדופקת סלקטיבית. לשם כך, עבור אל כוח ולחץ על כפתור &quot;ערוך ...&quot; ליד צורה (איור 7). עבור אל הדופק בצורת 13 ולבחור: גאוס 1.1000 (איור 8). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את כוח הדופק סלקטיבית (SP13). להגדיר את זה למשהו מתאים, כלומר </em&gt;, על מערכת זו בין 40-60 דציבלים (המקביל ל עוצמת השדה של כ 120 הרץ) (איור 8). עוצמת שדה מוגזמת עלולה לגרום תופעות רוויה מקובלות. 27-29 הערה: 50 dB היו אופטימליים במקרה שלנו. קח בחשבון כי מדובר בהיקף הנחתה, ולכן הערך הקטן ככל כוחו של גלי הרדיו. כפי שזה תואם את מפל גאוס להרוות, אשר מוחל במשך זמן רב (מספר שניות), sp13 לא צריך ללכת מתחת ל -40 דציבלים (במידת צורך, להתייעץ על מפרטי מכשירים, קטניות עוד בהספק גבוה עלולות להזיק probehead). מניסיוננו 41-61 dB מעל ההנחתה של הדופק הקשה 1 H 90 ° (-1 dB בעבודה זו) עובד מצוין. נסה תמיד לבחור את ההנחתה הגבוהה ביותר האפשרית המובילה לרמת רוויה דומה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלד ns ולהגדיר אותו 8 והקלד ds ולהגדיר אותו 4. </li></ol></li></ol> 3. רכישת נתוני תמ&quot;געיבוד ד 25 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רכישת ניסוי SSTD NMR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את הניסוי H NMR 1 ביצע בשלב 2.2.3 כדי לבדוק שם את האות כי יהיה מוקרן הוא. לשם כך, לחפש הניסוי בדפדפן התוכנה, קליק ימני במערך ולחץ על &quot;הצג בחלון חדש&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את קו הסמן למרכז של האות כדי להקרין ורשום את המשמרת הכימית ppm. בחר רוחב ספקטרלי אשר ישמש בניסוי. הערה: במקרה זה, את האות אשר יהיה מוקרנת היא ב 2.17 ppm, ואת רוחב ספקטרלי המשמש היה 1.46 ppm. ודא שאף תיקון כימי משמרת משמש או תדירות הקרינה יכולות להיות מוגדרת לא נכון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור אל הניסוי SSTD NMR שנוצרו בעבר עם ההתקנה כאמור בסעיף 2.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור רשימה עם התדרים של קרינה. לשם כך, הקלד fq2list בשורת הפקודה ובחר ברשימה קיימת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עריכת הרשימהתדרי הקרנה כולל את הנתונים הבאים 3 השורות הראשונות (איור 9): שורה 1. P (מציין כי הנתונים הבאים נמצאים ppm); השורה 2 תדר של האות להיות מוקרן ב ppm, כפי שהיא נמדדת ב 3.1.. 1; השורה 3.40 ppm (תדר שרחוקה מלהיות 1 אותות H של המתחם כדי ההקרנה בתדירות שאינה משפיעה הספקטרום). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור את הרשימה עם שם חדש ולאחר מכן הקלד fq2list בשורת הפקודה ובחר את הרשימה רק יצרה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי למרכז את הניסוי על האותות נחקרים, סוג o1p ובחר כמרכז הניסוי המשמר הכימית של האות יהיה מוקרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SW סוג כדי לבחור את רוחב ספקטרלי (1.46 ppm במקרה זה, אבל כל רוחב ספקטרלי אחר ניתן לבחור). הערה: אם זמן הרכישה המתקבל לאחר שינוי רוחב ספקטרלי ארוך מדי (אשר יכיר יותר רעש בספקטרום) זה can להיות מותאם על ידי הקלדת AQ לספק את Decay אינדוקציה חינם הרצוי (FID) רזולוציה (FIDRES, 0.25 הרץ במקרה זה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את הערך עבור D1 עיכוב הרפיה Interscan. ודא שזה לפחות 1 עד 5 פעמים את הערך של T 1 של האיטי ביותר המרגיע פּרוֹטוֹן. הערה: אנו להגדיר אותו ל -40 שניות, וזה זמן רוויה הארוך (D20) בניסוי. בדרך זו כל אחד מהניסויים ימשיכו באותו הכולל &quot;לכל סריקה&quot; זמן (זמן השהיה + רוויה + זמן רכישת פולסים +). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלד D1 ולהגדיר אותו ל -40 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הערך הראשון בפעם הרוויה ידי הקלדת D20 וקביעת ההגדרות ל -40 שניות. קבע את רווח מקלט (RG) באופן אוטומטי על ידי הקלדת RGA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור את הניסוי הבא על ידי הקלדת iexpno. הקלד D20 ובחר זמן רווי של 20 שניות בניסוי הזה. הקלד RGA לקבוע RG אוטומטי. </li> &lt;li&gt; חזור על השלב האחרון D20 = 10, 5, 2.5, 1.25, 0.625, 0.3 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שכל הניסויים נוצרים, פתח את הראשון וב multizg סוג שורת הפקודה ולציין את מספר ניסויים, 8 במקרה זה (כלומר, multizg 8). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיבוד ניסוי SSTD NMR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את 1 PROCNO (מספר תהליך) מ EXPNO 1 (מספר ניסוי) של הערכה (אחד עם הזמן הרווי הגבוה יותר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשנות ה lb סוג שורת הפקודה ולהגדיר את הערך 1.5. הערה: לקבלת ספקטרום עם גבוה מאוד אות לרעש יחס ערך זה יכול להיות ירידה; הפוך, היא יכולה לגדול לניסויים רועשים, אם הרזולוציה ספקטרלית אינה משפיעה באופן חמור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשנות ה EFP סוג שורת הפקודה תהליך FID # = 1 ( &quot;על-תהודה&quot; ספקטרום) ב PROCNO = 2 (איור 10). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את שלב הניסוי על ידי לחיצה על b תיקון השלב האינטרקטיוויutton ולשמור אותו כניסוי 2D. שמור ויציאה (איור 11). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נציג סוג 1 בשורת הפקודה ללכת PROCNO 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשנות ה EFP סוג שורת הפקודה תהליך FID # = 2 (קשת &quot;off-תהודה&quot;) ב PROCNO = 3 (איור 12). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשנתי ה .md סוג שורת פקודה ולאחר מכן נציג 2 להראות חלון ראווה מרובה בשתי ספקטרה המעובד: 2 (זה עם האות הרווי באמצע) ו -3 (זה שבו הרכבת הדופקת להרוות יושמה ב 40 עמודים לדקה ) (איור 13). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על הכפתור עם סימן דלתא (איור 13) כדי לחשב את ספקטרום ההבדל ולשמור אותו PROCNO 4. יציאה בחלון הראווה המרובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר טווח ואינטגרציה עבור האות מהשמאל (האות שבה העברת הרוויה בשל תהליך השינוי הכימי תקוים). תמיד לשלב באותו אזור ב PROCNO 3 ו PROCNO 4. <br/&gt; הערה: טווח האינטגרציה השתמש בניסוי זה 2.55 - 2.67 ppm. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר משולב, עבור אל הכרטיסייה &quot;אינטגרל&quot; בכל הניסויים ולהעתיק את הערך של &quot;[ABS] אינטגרל&quot; (איור 14). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחלק את אינטגרלי PROCNO 4 על ידי אינטגרלי PROCNO 3. כלומר הערך של η SSTD במשך זמן רווי של 40 שניות (η פרמטר SSTD = ספין רווית העברת הבדל). 21 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על התהליך עבור שאר הניסויים עם פעמים רוויות שונות. </li></ol></li></ol> 4. ניתוח נתונים 30 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח של הנתונים כדי לקבל פרמטרים קינטיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מגרש את ערכי SSTD η שהושגו מול הזמן הרווי. 21 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע בכושר מעריכים להתאים את העקומות שהתקבלו למשוואה <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq1.jpg" /> <img aLT = &quot;משוואה 2&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 54,499 / 54499eq2.jpg&quot; /&gt; <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq3.jpg" /> = <img alt="משוואה 4" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq4.jpg" /> בשלב רוויה מאוד ארוך t = זמן </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את ערכי η SSTD MAX ו δ ולהשתמש בהם כדי לחשב את הערכים של קבועי קצב (k) ושעות הרפיה (1A T) על פי המשוואות הבאות: <img alt="משוואה 5" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq5.jpg" /> T 1A = קבוע זמן רגיעה האורך של ספין k = באתר הדדית שער החליפין הקינטית קבוע <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג את קבוע קצב קינטי של: <img alt="משוואה 6" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq6.jpg" /></li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מגרש איירינג כדי לקבל את פרמטרים תרמודינמיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Ln המגרש (k / T) לעומת 1 / T (T = טמפרטורה מוחלטת), באמצעות הערכים של ומקןה<html> שיעורי טיק בטמפרטורות שונות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע התאמה ליניארית כדי להתאים את הנתונים שהתקבלו למשוואה איירינג: <img alt="משוואה 7" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq7.jpg" /> <img alt="משוואה 8" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq8.jpg" /> <img alt="משוואה 9" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq9.jpg" /> <img alt="משוואה 10" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq10.jpg" /> R = גז קבוע k B = קבוע בולצמן T = טמפרטורה מוחלטת </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את ΔH פרמטרים תרמודינמיים ≠ ו ΔS ≠. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את ערכי E A (298) ו ΔG ≠ (298) באמצעות המשוואות הבאות: <img alt="משוואת 11" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq11.jpg" /> <img alt="משוואת 12" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq12.jpg" /> s / ftp_upload / 54,499 / 54499eq13.jpg &quot;/&gt; <img alt="משוואת 14" src="/files/ftp_upload/54499/54499eq14.jpg" /> </li></ol></li></ol>

<ol><li>Bain, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Exchange+in+NMR%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Nuc.+Mag.+Res.+Spect%22%5BJournal%5D)">Chemical Exchange in NMR.</a> Prog. Nuc. Mag. Res. Spect. 43, 63-103 (2003).</li>
<li>Bain, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Modern+Magnetic+Resonance%22%5BJournal%5D)">Chemical Exchange.</a> Modern Magnetic Resonance. , 421-427 (2006).</li>
<li>Bain, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chapter+2+-+Chemical+Exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Rep.+NMR+Spect%22%5BJournal%5D)">Chapter 2 - Chemical Exchange.</a> Ann. Rep. NMR Spect. 63, 23-48 (2008).</li>
<li>Reeves, L., Shaddick, R., Shaw, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nuclear+Magnetic+Resonance+Studies+of+Multi-site+Chemical+Exchange.+III.+Hindered+Rotation+in+Dimethylacetamide%2C+Dimethyl+Trifluoro-acetamide%2C+and+Dimethyl+Benzamide%5BTitle%5D)+AND+%22Can.+J.+Chem%22%5BJournal%5D)">Nuclear Magnetic Resonance Studies of Multi-site Chemical Exchange. III. Hindered Rotation in Dimethylacetamide, Dimethyl Trifluoro-acetamide, and Dimethyl Benzamide.</a> Can. J. Chem. 49, 3683-3691 (1971).</li>
<li>Drakenberg, T., Dahlqvist, K., Forsen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Barrier+to+Internal+Rotation+in+Amides.+IV.+N%2CN-Dimethylamides.+Substituent+and+Solvent+Effects%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Barrier to Internal Rotation in Amides. IV. N,N-Dimethylamides. Substituent and Solvent Effects.</a> J. Phys. Chem. 76, 2178-2183 (1972).</li>
<li>Fujiwara, F., Airoldi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon-13+NMR+Study+of+the+Barrier+to+Internal+Rotation+of+N%2CN-Dimethylacetamide+in+the+Adduct+with+Antimony%28III%29+Chloride%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Carbon-13 NMR Study of the Barrier to Internal Rotation of N,N-Dimethylacetamide in the Adduct with Antimony(III) Chloride.</a> J. Phys. Chem. 88, 1640-1642 (1984).</li>
<li>Gutowsky, H. S., Holm, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rate+Processes+and+Nuclear+Magnetic+Resonance+Spectra.+II.+Hindered+Internal+Rotation+of+Amides%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Rate Processes and Nuclear Magnetic Resonance Spectra. II. Hindered Internal Rotation of Amides.</a> J. Chem. Phys. 25, 1228-1234 (1956).</li>
<li>Forsen, S., Hoffman, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+New+Method+for+the+Study+of+Moderately+Rapid+Chemical+Exchange+Rates+Employing+Nuclear+Magnetic+Double+Resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Chem.+Scand%22%5BJournal%5D)">A New Method for the Study of Moderately Rapid Chemical Exchange Rates Employing Nuclear Magnetic Double Resonance.</a> Acta Chem. Scand. 17, 1787-1788 (1963).</li>
<li>Forsen, S., Hoffman, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+Moderately+Rapid+Chemical+Exchange+Reactions+by+Means+of+Nuclear+Magnetic+Double+Resonance%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Study of Moderately Rapid Chemical Exchange Reactions by Means of Nuclear Magnetic Double Resonance.</a> J. Chem. Phys. 39, 2892-2901 (1963).</li>
<li>Williams, T. J., Kershaw, A. D., Li, V., Wu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Inversion+Recovery+NMR+Kinetics+Experiment%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Educ%22%5BJournal%5D)">An Inversion Recovery NMR Kinetics Experiment.</a> J. Chem. Educ. 88, 665-669 (2011).</li>
<li>Bain, A. D., Cramer, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slow+Chemical+Exchange+in+an+Eight-Coordinated+Bicentered+Ruthenium+Complex+Studied+by+One-Dimensional+Methods.+Data+Fitting+and+Error+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Res.%2C+Series+A%22%5BJournal%5D)">Slow Chemical Exchange in an Eight-Coordinated Bicentered Ruthenium Complex Studied by One-Dimensional Methods. Data Fitting and Error Analysis.</a> J. Magn. Res., Series A. 118, 21-27 (1996).</li>
<li>Sandstrom, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSandstrom%2C+J+%22Dynamic+NMR+Spectroscopy%22">Dynamic NMR Spectroscopy</a>. , Academic. New York. ISBN: 0126186200 9780126186208 (1982).</li>
<li>Castanar, L., Nolis, P., Virgili, A., Parella, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+T1%2FT2+Relaxation+Times+in+Overlapped+Regions+from+Homodecoupled+1H+Singlet+Signals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson%22%5BJournal%5D)">Measurement of T1/T2 Relaxation Times in Overlapped Regions from Homodecoupled 1H Singlet Signals.</a> J. Magn. Reson. 244, 30-35 (2014).</li>
<li>Muñoz, M. P., de la Torre, M. C., Sierra, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Platinum-Catalysed+Dihydroalkoxylation+of+Allenes%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Synth.+Catal%22%5BJournal%5D)">New Platinum-Catalysed Dihydroalkoxylation of Allenes.</a> Adv. Synth. Catal. 352, 2189-2194 (2010).</li>
<li>Muñoz, M. P., de la Torre, M. C., Sierra, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Platinum-Catalysed+Bisindolylation+of+Allenes%3A+A+Complementary+Alternative+to+Gold+Catalysis%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Platinum-Catalysed Bisindolylation of Allenes: A Complementary Alternative to Gold Catalysis.</a> Chem. Eur. J. 18, 4499-4504 (2012).</li>
<li>Hurtado-Rodrigo, C., Hoehne, S., Muñoz, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+New+Gold-Catalysed+Azidation+of+Allenes%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Comm%22%5BJournal%5D)">A New Gold-Catalysed Azidation of Allenes.</a> Chem. Comm. 50, 1494-1496 (2014).</li>
<li>Vrieze, K., Volger, H. C., Gronert, M., Praat, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intramolecular+Rearrangements+in+Platinum--Tetramethylallene+Compounds+as+Influenced+by+Ligands+Trans+to+the+Allene+Group%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Organometal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Intramolecular Rearrangements in Platinum--Tetramethylallene Compounds as Influenced by Ligands Trans to the Allene Group.</a> J. Organometal. Chem. 16, 19-22 (1969).</li>
<li>Vrieze, K., Volger, H. C., Praat, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complexes+of+Allenes+with+Platinum+%28II%29+and+Rhodium+%28I%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Organometal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Complexes of Allenes with Platinum (II) and Rhodium (I).</a> J. Organometal. Chem. 21, 467-475 (1970).</li>
<li>Brown, T. J., Sugie, A., Leed, M. G. D., Widenhoefer, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structures+and+Dynamic+Solution+Behavior+of+Cationic%2C+Two-Coordinate+Gold%28I%29-%CF%80-Allene+Complexes%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Structures and Dynamic Solution Behavior of Cationic, Two-Coordinate Gold(I)-π-Allene Complexes.</a> Chem. Eur. J. 18, 6959-6971 (2012).</li>
<li>Yang, W., Hashmi, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanistic+Insights+into+the+Gold+Chemistry+of+Allenes%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Mechanistic Insights into the Gold Chemistry of Allenes.</a> Chem. Soc. Rev. 43, 2941-2955 (2014).</li>
<li>Quiros, M. T., Angulo, J., Munoz, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+Intramolecular+Chemical+Exchange+by+Initial+Growth+Rates+of+Spin+Saturation+Transfer+Difference+Experiments+%28SSTD+NMR%29%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Kinetics of Intramolecular Chemical Exchange by Initial Growth Rates of Spin Saturation Transfer Difference Experiments (SSTD NMR).</a> Chem. Commun. 51, 10222-10225 (2015).</li>
<li>Mayer, M., Meyer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+Ligand+Binding+by+Saturation+Transfer+Difference+NMR+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Ang.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Characterization of Ligand Binding by Saturation Transfer Difference NMR Spectroscopy.</a> Ang. Chem. Int. Ed. 38, 1784-1788 (1999).</li>
<li>Angulo, J., Nieto, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((STD-NMR%3A+Application+to+Transient+Interactions+Between+Biomolecules+-+A+Quantitative+Approach%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">STD-NMR: Application to Transient Interactions Between Biomolecules - A Quantitative Approach.</a> Eur. Biophys. J. 40, 1357-1369 (2011).</li>
<li>Kemper, S., Patel, M. K., Errey, J. C., Davis, B. G., Jones, J. A., Claridge, T. D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Group+Epitope+Mapping+Considering+Relaxation+of+the+Ligand+%28GEM-CRL%29%3A+Including+Longitudinal+Relaxation+Rates+in+the+Analysis+of+Saturation+Transfer+Difference+%28STD%29+Experiments%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson%22%5BJournal%5D)">Group Epitope Mapping Considering Relaxation of the Ligand (GEM-CRL): Including Longitudinal Relaxation Rates in the Analysis of Saturation Transfer Difference (STD) Experiments.</a> J. Magn. Reson. 203, 1-10 (2010).</li>
<li>TopSpin program. , Bruker Corp. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.bruker.com/products/mr/nmr/nmr-software/software/topspin/">http://www.bruker.com/products/mr/nmr/nmr-software/software/topspin/</a> (2015).</li>
<li>Berger, S., Braun, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBerger%2C+S+%22200+and+More+NMR+Experiments%3A+A+Practical+Course%22">200 and More NMR Experiments: A Practical Course</a>. , Wiley. ISBN. ISBN: 978-3-527-31067-8 (2004).</li>
<li>Cutting, B., Shelke, S. V., Dragic, Z., Wagner, B., Gathje, H., Kelm, S., Ernst, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensitivity+Enhancement+in+Saturation+Transfer+Difference+%28STD%29+Experiments+Through+Optimized+Excitation+Schemes%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Chem%22%5BJournal%5D)">Sensitivity Enhancement in Saturation Transfer Difference (STD) Experiments Through Optimized Excitation Schemes.</a> Magn Reson Chem. 45, 720-724 (2007).</li>
<li>Ley, N. B., Rowe, M. L., Williamson, R. A., Howard, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimising+Selective+Excitation+Pulses+To+Maximize+Saturation+Transfer+Difference+NMR+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Optimising Selective Excitation Pulses To Maximize Saturation Transfer Difference NMR Spectroscopy.</a> RSC Adv. 4, 7347-7351 (2014).</li>
<li>Antanasijevic, A., Ramirez, B., Caffrey, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+Sensitivities+of+WaterLOGSY+and+Saturation+Transfer+Difference+NMR+Experiments%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomol.+NMR%22%5BJournal%5D)">Comparison of the Sensitivities of WaterLOGSY and Saturation Transfer Difference NMR Experiments.</a> J. Biomol. NMR. 60 (1), 37-44 (2014).</li>
<li>Origin 6.0 software. , OriginLab Corp. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://originlab.com">http://originlab.com</a> (2016).</li>
<li>Jarek, R. L., Flesher, R. J., Shin, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+Internal+Rotation+of+N%2CN-Dimethylacetamide%3A+A+Spin-Saturation+Transfer+Experiment%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Ed%22%5BJournal%5D)">Kinetics of Internal Rotation of N,N-Dimethylacetamide: A Spin-Saturation Transfer Experiment.</a> J. Chem. Ed. 74, 978-982 (1997).</li>
<li>Forsen, S., Hoffman, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exchange+Rates+by+Nuclear+Magnetic+Multiple+Resonance.+III.+Exchange+Reactions+in+Systems+with+Several+Nonequivalent+Sites%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Exchange Rates by Nuclear Magnetic Multiple Resonance. III. Exchange Reactions in Systems with Several Nonequivalent Sites.</a> J. Chem. Phys. 40, 1189-1196 (1964).</li>
</ol>

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

אחד היתרונות הברורים יותר של מתודולוגיה זו הוא שניתן להשיג את קבועי הקצב וזמן ההרפיה עבור טמפרטורה נתונה באמצעות קבוצה אחת של ניסויים, עם רצף פולסים חזק (אותו הדבר המשמש לניסויי STD לחקר אינטראקציות חלבון-ליגנד, שנמצא בדרך כלל בקבוצת הניסויים הזמינה של יצרן הספקטרומטר). זה מפשט את מערך הניסוי מכיוון שאין צורך למדוד T1 או להגיע לרוויה במצב יציב. חוץ מזה, מדהים ששיטה זו אינה תלויה בחוזק המגנט, כמו שיטות התלכדות. מצד שני, המגבלה העיקרית היא שלא ניתן ליישם טכניקה זו על תהליכי חילופי כימיקלים מהירים מדי או איטיים מדי, מה שיהיה תלוי בטווח הטמפרטורות של מכונת ה-NMR או בממיסים המשמשים.
טכניקה חדשה זו לחישוב פרמטרים קינטיים ניתנת ליישום על מגוון גדול של מצעים ויישומה כבר הוכח עם כמה מולקולות מעניינות. 21 הפרמטרים הקינטיים של 4-N,N-dimethylamido[2.2]paracyclophane, מצע מאתגר שבו האות של אחת מקבוצות המתיל המעניינות חופף לאותות אחרים מהמולקולה, חושבו בהצלחה באמצעות SSTD NMR. מעניין שניתן ליישם מתודולוגיה זו כל עוד אחד מאותות הלימוד מבודד. SSTD NMR הוא גם פרוטוקול שימושי לחישוב פרמטרים קינטיים במולקולות בהן טמפרטורת ההתלכדות כה גבוהה עד שהמולקולה מתפרקת לפני שהיא מגיעה אליה. זה המקרה עם PtCl2 (דימתילאלן) (פירידין), שבו המתודולוגיה יושמה בהצלחה ללא צורך להגיע להתלכדות. הבחירה בממיסים ובטמפרטורות היא קריטית להשגת תוצאות טובות, מכיוון ששערי החליפין הכימיים יכולים להשתנות באופן משמעותי עם פרמטרים אלה. יתר על כן, בנוסף לקריטריונים בניסוי NMR רגיל, שלבי המפתח בניסוי SSTD NMR הם הסלקטיביות של ההקרנה כמו גם בקרת הטמפרטורה. שני הגורמים צריכים להיות מדויקים כדי להבטיח את הצלחת הניסוי.
התוצאות המייצגות המוצגות כאן הן עבור הקינטיקה של חילופי כימיקלים תוך מולקולריים, אך ניתן ליישם את הטכניקה גם לחקר הקינטיקה של חילופי כימיקלים בין-מולקולריים וגם חילופי ליגנד, תהליכים נפוצים בהתנהגות הדינמית של קומפלקסים של מתכות מעבר. 
לבסוף, נעשה שינוי הולם של המשוואות,32 ניתן להרחיב שיטה זו כדי להתמודד עם חילופי אתרים מרובים ואוכלוסיות לא שוות, כפי שנעשה בניסויי תהודה כפולה קודמים,8-9 מה שמגדיל את התועלת של טכניקה זו לחקר תהליכי חילופי כימיקלים בתרכובות מאתגרות.

חילופי כימית כלל מתייחס לכל תהליך מולקולאריים או intramolecular שבו חוג נע מסביבה אחד למשנה שבו פרמטרי התמ&quot;ג שלה (משמרת כימית, צימוד סקלר, צימוד dipolar, שיעור הרפיה) שונים. ישנן דוגמאות רבות של שינוי כימי במולקולות אורגניות אורגנו (למשל, מחסומי סיבוב biaryls, מחסומים מרפרף טבעת ושיווי משקל קונפורמציה, היפוך חנקן, ליגנד מחייב, חילופי ליגנד מנוון tautomerization). 1-3 שער החליפין הכימי קשור התרמודינאמיקה של המחסום של התהליך החילופי, ולכן המחקר שלה הוא בעל חשיבות מכרעת להבין דינאמיקה מולקולארית של מערכות אלה. הסימן הקלאסי של חילופי דינמי ב NMR הוא שינוי דרמטי קו-הצורה של אותות תמ&quot;ג כמו שינויי טמפרטורה. בטמפרטורות נמוכות, התהליך הוא איטי בשתי משמרות כימי מובהקים observed. בטמפרטורות גבוהות, שני האותות מתמזגים אות אחת, תופעה המוכרת בשם &quot;התקבצות&quot;. בטמפרטורות ביניים, האותות להיות מאוד רחבים. רגישות זו של ספקטרום התמ&quot;ג כדי שינוי כימי עושה NMR שיטה חזקה מאוד כדי ללמוד את הדינמיקה של מולקולות בתמיסה. שתי שיטות הועסקו בעיקר בחקר תהליכים דינמיים פתרון:. ניתוח קו-צורה, 4-7 ספין רווית ניסויי העברה 8-9 חוץ מזה, הוא גם ראוי להזכיר העברת היפוך שיטת 10 ואת CIFIT תכנית 11 עבור החילוץ הישיר של קבועי קצב, כי הם גישה יעילה יחסית למדידות חילופיות במערכות פשוטות. למרות ששיטות אלו נותנים תוצאות טובות מאוד ברוב המקרים, הם, לעומת זאת, יש מספר חסרונות. החסרון העיקרי של ניתוח קו-צורה הוא והטמפרטורות הגבוהות הנדרשות כדי להגיע לגיבוש בדגימות כמה. 12 הנושאים העיקריים שיש להביא בחשבון בעת carrying ניסויי העברת רווית ספין הם: הפעמים הרוויות ארוכות מאוד שנדרשו כדי להתחבר העברת רווית מצב היציבה בין האתרים המחליפים, ואת הצורך בקביעת זמן רגיעת האורך הקבוע, T 1, אשר יכול להיות קשה אם יש חפיפה של שונה אותות באזור של המחקר. 13 במסגרת החקירות שלנו במנגנונים אורגנו, 14-16 לקבוצה שלנו לומדת את התנהגות fluxional של מתחמי פלטינה-allene בתמיסה. זוהי משימה מורכבת המערבת לפחות שלושה תהליכים שונים, אחד מהם הוא החלפת π פנים או סיבוב של המתכת סביב אחד ציר allene. נתקלנו זה נורמלי ניסויי VT וטכניקות ניתוח קו-צורה אשר הועסקו בעבר מערכות דומות, 17-19 לא התאים במחקרנו, עקב סיבוב איטי מאוד בקומפלקס הפלטינה-allene שלנו שגרם טמפרטורת ההתקבצות של sigאלכסונים של ריבית גבוהה יותר מהטמפרטורה של פירוק של המתחם. על מנת להתגבר על מגבלה זו, פתחנו ולאחרונה דיווחתי על פרוטוקול NMR חדש (SSTD NMR) כדי לחקור תהליכים של שינוי כימי הדדית באתר. 20 כפי שהשם מרמז שיטה זו משלבת את שיטת העברת רווית ספין המשמשת מולקולות קטנות, עם שיטת העברת רווית הבדל NMR מועסקת לחקר אינטראקציות ליגנד חלבון, 21-24 על ידי מדידת העברת רווית ספין חולפת לאורך הגדלת פעמים רוויות (הצטברות עקומה) במולקולות קטנות שעברו שינוי כימי. עם שיטה חדשה זו (SSTD NMR) הראינו שאנחנו יכולים להשיג את הפרמטרים הקינטית של שינוי הכימי intramolecular במולקולות אורגניות אורגנו קטנות עם יתרונות נוספים קצת מעל גישות מסורתיות: התקבצות של האותות אינה נחוצה, כך טווח טמפרטורות גמיש יותר יכול לשמשבמחקר; חפיפת אות לא מפריעה, אם כי לפחות אחד תהודות ההחלפה צריכה להיות מבודדת; אין צורך למדוד T 1 או להגיע רווית מצב יציבה; ערכים קבועים שיעור נמדדים ישירות וערכי 1 T מתקבלים באותו הניסוי, תוך שימוש רק סט אחד של ניסויים. יתרון מדהים נוסף של המתודולוגיה SSTD NMR הוא כי, בניגוד lineshape ניתוח, קביעת קבועי קצב קינטיקה אינו מוגבל על ידי עלייה בטמפרטורות התקבצות הקשורים שדות מגנטיים גבוהים. לפיכך, המתודולוגיה שלנו אז טובה מאוד הופקעה הן עבור שדות מגנטיים נמוכים וגבוהים. מאמר זה נועד לעזור למשתמשים חדשים ליישם את השיטה החדשה הזו למערכות שלהם עוברים שינוי כימי, ותאר הכנת מדגם, סט ניסיוני עד, רכישת נתונים, ודוגמא של עיבוד נתונים וניתוח במולקולה אורגנית פשוטה.

<table><tbody><tr><td>N,N-dimethylacetamide</td><td>Aldrich</td><td>38840</td><td>רעילות חריפה</td></tr><tr><td>טולואן-d8</td><td>Fluorochem</td><td>D-005</td><td>דליק ורעיל</td></tr><tr><td>500 מגה-הרץ 7 אינץ' צינורות NMR מסדרה נבחרת</td><td>GPE בע"מ</td><td>S-5-500-7</td><td></td></tr><tr><td>TopSpin 2.1</td><td>תוכנית TopSpin, Bruker Corp., http://www.bruker.com/products/mr/nmr/nmr-software/software/topspin/ (2015).</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Origin 6.0</td><td>Origin 6.0 תוכנה, OriginLab Corp., http://originlab.com.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bruker Avance III 500 מגה-הרץ מצויד בפס רחב של 5 מ"מ נצפה BBFOplus Z-gradient SmartProbeTM בדיקה</td><td>&nbsp; Bruker Corp., http://www.bruker.com</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bruker Avance I ספקטרומטר תהודה משולשת הפוכה 500 מגה-הרץ מצויד בבדיקה שיפוע TXI Z 5 מ"מ</td><td>&nbsp; Bruker Corp., http://www.bruker.com</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מערכות שימבוי סטנדרטיות של ספינר קרמי (5 מ"מ)</td><td>&nbsp; Bruker Corp., http://www.bruker.com</td><td>H00804</td><td></td></tr></tbody></table>

ספין העברת רוויה ההבדל nmr (sstd nmr): כלי חדש כדי לקבל פרמטרים קינטי של תהליכים כימיים exchange

Spin Saturation Transfer Difference NMR (SSTD NMR): A New Tool to Obtain Kinetic Parameters of Chemical Exchange Processes

פרוטוקול מפורט זה מתאר את פרוטוקול התהודה המגנטי הגרעיני הבדל העברה החדש ספין רווי (SSTD NMR), פתח לאחרונה בקבוצה שלנו ללמוד תהליכי השינוי כימי הדדית באתר שקשה לנתח בשיטות מסורתיות. כפי שהשם מרמז, שיטה זו משלבת את שיטת העברת רווית ספין המשמשת מולקולות קטנות, עם הבדל העברת רוויה (STD) שיטת תמ&quot;ג המועסקת לחקר אינטראקציות ליגנד חלבון, על ידי מדידת העברת רווית ספין חולפת לאורך הגדלת פעמים רוויות (לבנות עקומות -up) ב קטנות מולקולות אורגניות אורגנו עוברות שינוי כימי. היתרונות של שיטה זו על פני קיימים הם: אין צורך להגיע לגיבוש של אותות מחליפים; ניתן ליישם את השיטה עוד אות אחד האתרים להחלפה מבודדת; אין צורך למדוד T 1 או להגיע רווית מצב יציבה; שיעור va מתמידלוקים נמדדים ישירות וערכי 1 T מתקבלים באותו הניסוי, תוך שימוש רק סט אחד של ניסויים. כדי לבחון את השיטה, אנחנו לומדים את הדינמיקה של הסיבוב הפריע של N, N -dimethylamides, שלגביו יש נתון הרבה זמין להשוואה. הפרמטרים התרמודינמית שהושגו באמצעות SSTD דומים מאוד לאלו המדווחים על (טכניקות העברת ספין רוויה וניתוח קו-צורה). השיטה ניתן להחיל על מצעים מאתגרים יותר, כי לא ניתן ללמוד על ידי שיטות קודמות. אנו חוזים כי ניסיוני פשוט להגדיר את התחולה הרחבה של שיטת מגוון גדול של מצעים תגרום זו טכניקה נפוצה בקרב כימאים אורגניים אורגנו ללא מומחיות נרחבת NMR.

פרוטוקול מפורט המתאר את שיטת SSTD NMR מוצג כאן כדי לעזור למשתמשים חדשים ליישם שיטה חדשה זו כדי להשיג את הפרמטרים הקינטיים של המערכות שלהם העוברות חילופי כימיקלים.

ספין העברת רוויה ההבדל NMR (SSTD NMR): כלי חדש כדי לקבל פרמטרים קינטי של תהליכים כימיים Exchange

This detailed protocol describes the new Spin Saturation Transfer Difference Nuclear Magnetic Resonance protocol (SSTD NMR), recently developed in our ...

המטרה הכללית של ניסוי זה היא להשיג את הפרמטרים הקינטיים ותהליכי חילוף כימי הדדי במולקולות אורגניות ואורגנו-מתכתיות קטנות, אשר קשה למדוד בשיטות מסורתיות. שיטה זו יכולה לסייע בהבנת הדינמיקה המולקולרית של מולקולות אורגניות ואורגנו-מתכתיות העוברות חילוף כימי. לדוגמה: שונות סיבובית, שיווי משקל קונפורמציוני, היפוך חנקן, חילוף ליגנינים וטוטומריזציה.היתרונות המרכזיים של טכניקה זו הם שאין צורך בהתמזגות (coalescence) של אותות החילוף, וכי קבוע הקצב וזמן הרלקסציה מתקבלים באותו ניסוי. הרעיון לשיטה זו עלה לנו לראשונה בעת חקירת ההתנהגות הפונקציונלית של קומפלקסים של יוני פלטינה בתמיסה, כאשר הבנו שטכניקות של ניתוח line-shape בטמפרטורה משתנה אינן מתאימות. מתוך ניסיוננו בחקר אינטראקציות בין חלבון לליגנין באמצעות NMR, הבנו כי למעשה ניתן ליישם גישות NMR דומות כדי לחקור תהליכי חילוף במולקולות אורגניות, והדבר אכן התברר כנכון.הוסף 5 mg של nn dimethyacidamide לשפורת NMR המתאימה לטמפרטורות נמוכות והמס ב-0.6 mL של duterated tolulene. להגדרת ניסויי SSTD NMR, הכנס תחילה את הדגימה למגנט. אחד השלבים המכריעים בסיוע לניסוי ה-NMR הוא בקרת הטמפרטורה, לכן ודא שהדגימה תתייצב בטמפרטורה הנבחרת למשך 20 דקות לפחות.ברגע שהדגימה נמצאת במגנט, הקלידו EDTE בשורת הפקודה. שנו את הטמפרטורה לטמפרטורה הראשונה שנבחרה לביצוע הניסוי. המתינו עד שהדגימה תתייצב בטמפרטורה הנבחרת למשך 20 דקות לפחות.בצע ניסוי proton NMR חד-ממדי על הדגימה כפי שמתואר בפרוטוקול הטקסט, ולאחר מכן צור סט נתונים חדש של ניסוי proton NMR על ידי לחיצה על File, new ותן שם לניסוי החדש. בסט הנתונים החדש, הקלד RPAR בשורת הפקודה. בחר אחת ממערכות הפרמטרים של STDDIFF מהרשימה.כדי לבחור את רצף הפולסים STDDIFF, יש ללחוץ על הכפתור עם שלוש הנקודות בשורת תוכנית הפולסים. לפני ביצוע ניסוי ה-SSTD NMR, יש לכייל את פולס ה-90 מעלות הקשיח של הפרוטון P1. הקלידו pulsecal בשורת הפקודה והעתיקו את ערך פולס ה-90 מעלות בהספק הגבוה יותר, שהוא הפולס הקצר ביותר.הזינו את הערכים עבור הפולס הקשיח (hard pulse) המכויל בניסוי באמצעות הפקודה getprosol. לאחר מכן, הגדירו את אורך הפולס שנקבע, הקלידו P13 והזינו ערך של 50,000 microseconds. הגדירו את צורת הפולס הסלקטיבי על ידי מעבר לתפריט power ולחיצה על כפתור העריכה (edit) לצד shape, לאחר מכן עברו ל-shape pulsed 13 ובחרו בפולס Gaussian.הגדירו את הספק הפולס הסלקטיבי SP13 ל-50 decibels. הקלידו NS והגדירו אותו לשמונה, ולאחר מכן הקלידו DS והגדירו אותו לארבעה. כדי לבצע את ניסוי ה-SSTD NMR, פתחו את ניסוי proton NMR כדי לבדוק היכן נמצא האות שיוקרן.כדי לעשות זאת, חפשו את הניסוי בדפדפן התוכנה, לחצו עם המקש הימני על מערכת הנתונים ובחרו באפשרות להצגה בחלון חדש. הסלקטיביות של ההקרנה חייבת להיות מדויקת כדי להבטיח את הצלחת הניסוי. ודאו שלא נעשה שימוש בחומרי תיקון, אחרת תדר ההקרנה עלול להיקבע באופן שגוי.הזז את קו הסמן למרכז הסיגנל להקרנה ורשום את ההסטה הכימית בחלקים למיליון. בחר את רוחב הספקטרום שישמש בניסוי. במקרה זה, הסיגנל להקרנה נמצא ב-2.17 חלקים למיליון ורוחב הספקטרום שנעשה בו שימוש הוא 1.46 חלקים למיליון.כעת עברו לניסוי ה-SSTD NMR שנוצר קודם לכן, צרו רשימה של תדרי ההקרנה על ידי הקלדת FQ2LIST בשורת הפקודה ובחירת רשימה קיימת. עריכו את רשימת תדרי ההקרנה כפי שמתואר בפרוטוקול הכתוב. שמרו את הרשימה תחת שם חדש.לאחר מכן, הקלידו FQ2LIST בשורת הפקודה ובחרו את הרשימה שנוצרה זה עתה. כדי למרכז את הניסוי על האות הנחקר, הקלידו O1P ובחרו את ההסטה הכימית באות שיוקרן כמרכז הניסוי. הקלידו SW כדי לבחור את רוחב הספקטרום.בחרו את הערך עבור השהיית הרפיית הבין-סריקה D1. ודאו כי הוא לפחות פי אחד עד חמישה מערכו של ה-T1 של הפרוטון בעל הרפיקה האיטית ביותר. הקלידו D1 והגדירו אותו ל-40 seconds. הגדירו את הערך הראשון עבור זמן הרוויה על ידי הקלדת D20 והגדרתו ל-40 seconds.קבע את הגבר של הגלאי (receiver gain) באופן אוטומטי על ידי הקלדת RGA. צור את הניסוי הבא על ידי הקלדת IEXPNO. הקלד D20 ובחר זמן רוויה של 20 seconds.לאחר מכן הקלידו RGA כדי לקבוע את ה-RG באופן אוטומטי. חזרו על השלב האחרון עבור D20 השווה ל-10, 5, 2.5, 1.25, 0.625 ו-0.3 שניות. לאחר שכל הניסויים נוצרו, פתחו את הניסוי הראשון והקלידו בשורת הפקודה multizg וציינו את מספר הניסויים. כדי לעבד את הנתונים, פתחו את תהליך מספר אחת מתוך קבוצת הניסויים עם זמן הרוויה הגבוה יותר.בשורת הפקודה הקלידו LB והגדירו את הערך ל-1.5. בשורת הפקודה הקלידו EFP והגדירו את מספר ה-FID ל-1 ואת מספר ה-in-process ל-2. תקנו את פאזת הניסוי על ידי לחיצה על כפתור תיקון הפאזה האינטראקטיבי ושמרו זאת כניסוי 2G, לאחר מכן שמרו וצאו.הקלידו REP one בשורת הפקודה כדי לעבור לתהליך מספר אחת. בשורת הפקודה הקלידו EFP ואז process FID number = 2, ו-process number = 3. לאחר מכן, הקלידו בשורת הפקודה point MD ולאחריה REP 2 כדי להציג חלון תצוגה מרובה עם ספקטרומים של תהליכים 2 ו-3.לחצו על הכפתור עם סימן הדלתא כדי לחשב את ספקטרומי ההפרש ולשמור אותם בתהליך מספר ארבע. לאחר מכן צאו מחלון התצוגה המרובה. בחרו טווח אינטגרציה מהאות שמופיע בצד שמאל.בצעו תמיד אינטגרציה של אותו אזור בתהליך מספר שלוש ובתהליך מספר ארבע. לאחר האינטגרציה, עברו ללשונית האינטגרלים בכל אחד מהניסויים והעתיקו את הערך המוחלט של האינטגרל. חזרו על הפעולה עבור שאר הניסויים עם סוגי רוויה שונים.כדי לקבל את הפרמטרים הקינטיים, ראשית הוציאו את ערכי פרמטר ה-SSTD שהתקבלו אל מול זמן הרוויה. המשיכו בניתוח הנתונים כפי שמתואר בפרוטוקול הכתוב. הסיבוב המעוכב סביב קשר האמיד מבדיל בין שתי קבוצות המתיל לשני אותים בספקטרומטיית NMR של פרוטונים.רוויית ספין של קבוצת המתיל ב-2.17 parts per million מובילה להיעלמות האות שלה ב-NMR של פרוטונים. עם רוויית קבוצת מתיל B ב-2.17 parts per million, ניתן להבחין בהעברת רוויה לקבוצת מתיל A ב-2.16 parts per million כתוצאה מהסיבוב הפנימי, זאת באמצעות ירידה בעצמת הפרוטונים באות ב-2.61 parts per million. גורם פרמטר ה-SSTD מחושב על ידי חלוקת ערך האינטגרל של קבוצת מתיל A בספקטרום ההפרש בערך האינטגרל של קבוצת מתיל A בספקטרום המקורי.עבור טמפרטורה מסוימת, גרף של ערכי פרמטר ה-SSTD אל מול זמן הרוויה הניב עקומות מעריכיות. התאמת העקומות מעניקה את קבוע הקצב ואת זמן הרלקסציה של הפרוטון של האות הנמדד. גרפים של פרמטר ה-SSTD אל מול זמן הרוויה בטמפרטורות שונות הניבו את קבועי הקצב וזמני הרלקסציה המתאימים.משוואת איירינג (Eyring equation) שימשה לחישוב הפרמטרים התרמודינמיים. הערכים שהתקבלו באמצעות SSTD NMR תואמים באופן מצוין לנתונים שדווחו בשימוש בטכניקות אחרות. לאחר השליטה בשיטה, ניתן לבצע סט של ניסויים בטמפרטורה נתונה כדי לקבל ערך של קבוע קצב וזמן רלקסציה בתוך כשלוש שעות, במידה והדבר מבוצע כראוי.בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור כי בחירת הממסים והטמפרטורות היא קריטית להשגת תוצאות טובות, שכן שיעורי החילוף הכימיים עשויים להשתנות באופן משמעותי בהתאם לפרמטרים אלו. בעקבות פרוצדורה זו, ניתן ללמוד גם תהליכים אחרים כגון חילוף כימי בין-מולקולרי רך קינטי וחילוף ליגנין, ובנוסף לכך ניתן להרחיב שיטה זו לטיפול בחילוף רב-אתרי ובאוכלוסיות לא שוות, ובלבד שתבוצע התאמה מתאימה של המשוואה.לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה לגבי אופן ביצוע ניסויי spin saturation transfer difference וכיצד להשתמש בהעברת מגנטיזציה כדי להשיג פרמטרים קינטיים ותרמודינמיים במולקולות העוברות חילוף כימי. זכרו כי עבודה עם כימיקלים עלולה להיות מסוכנת ביותר, ויש לנקוט תמיד באמצעי זהירות, כגון הרכבת משקפי מגן וכפפות, בעת ביצוע הכנת הדגימות בפרוצדורה זו.

spin-saturation-transfer-difference-nmr-sstd-nmr-new-tool-to-obtain

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

סרטון זה מתאר את טכניקת ספקטרוסקופיית התהודה המגנטית הגרעינית לחקר אינטראקציות חלבון-חלבון בין 15חלבוני אנבופלקין מסוג פרא ומוטציה המסומנים N לבין חלבון וימנטין ללא תווית. האינטראקציה המוצלחת בין אנבופלקין פראי לווימנטין מובילה להרחבת קווים נרחבת ולהיעלמות שיא בספקטרום ה-NMR, בעוד שהיעדר אינטראקציה בין האנבופלקין המוטציה לווימנטין מביא לשיאים פתורים היטב בספקטרום ה-NMR.

תהודה מגנטית גרעינית לחקר אינטראקציות חלבון-חלבון ברמה האטומית

שלבי מפתח בתפקוד החלבון, בפרט שינויים בקונפורמציה של עמוד השדרה ותגובות העברת פרוטונים, מתרחשים לעתים קרובות בסולם הזמן של מיקרו-שנייה עד אלפית השנייה. ניתן לחקור תהליכים דינמיים אלה על ידי ספקטרוסקופיה אינפרא אדום של טרנספורמציה פורייה, במיוחד עבור חלבונים שתפקודם מופעל על ידי אור.

העברת פרוטון והחלבון Dynamics קונפורמציה בחלבונים רגישים לאור בזמן נפתר-Step-לסרוק פורייה-להפוך ספקטרוסקופית אינפרא אדום

מאמר זה מתאר שיטות לתיוג ספין מכוון אתר ובנייה מחדש של תעלות מגודרות ליגנד פנטמרי למחקרי תהודה פרמגנטית אלקטרונית. ניתן להתאים פרוטוקול זה לכל חלבון ממברנה. שיטת הבנייה מחדש המתוארת כאן יכולה לשמש גם למדידות מהדק טלאי של זרמים מקרוסקופיים וחד-ערוציים במערכת שומנים מוגדרת.

תיוג ספין בימוי אתר ולימודי ספקטרוסקופיות EPR של pentameric ליגנד מגודרת יון ערוצים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול על ההפקה ועל טיהור של חלבונים עם התווית עם איזוטופים יציבים, ואפיון עוקבות של אינטראקציות חלבון-חלבון באמצעות תהודה מגנטית גרעינית (NMR) ספקטרוסקופיה ו- MicroScale ניסויים Thermophoresis (MST).

מדידת אינטראקציות של חלבונים הכדוריים, Filamentous על ידי תהודה מגנטית גרעינית ספקטרוסקופיה (NMR) Microscale Thermophoresis (MST)

פרוטוקול המשתמש בשיטת QM/MM המשופרת לחקור את האפקט האיזונושא בתהליך העברת הפרוטונים הכפול בפוראוקן מוצג כאן.

אפקט איזונושא בתהליך העברת פרוטונים כפול של פורקן נחקר על-ידי שיטת QM/MM משופרת

כאן, תיאור מפורט של הפרוטוקול מיושם במעבדה לרכישה וניתוח של 15N פרופילי פיזור הרפיה על ידי פתרון ספקטרוסקופיה NMR מסופק.

15 (15) N פיזור הרפיה CPMG לחקירת דינמיקה קונפורמטיבית חלבון על ציר הזמן μs-ms

אנו מציגים פרוטוקול למדידת דינמיקה מיקרו-אלפית השנייה על ספקטרוסקופיית RNA עם תווית N של 13C/15עם תווית N עם ספקטרוסקופיית פיזור הרפיה של 1H R1ρ.  המוקד של פרוטוקול זה טמון הכנה מדגם טוהר גבוהה והגדרת ניסויי NMR.

היבטים מעשיים של הכנת מדגם והגדרת 1H R1ρ הרפיה ניסויים של RNA

כאן אנו מציגים פרוטוקול המפרט רכישה, עיבוד וניתוח של סדרת ניסויי NMR שמטרתם לאפיין אינטראקציות חלבון-גליקן בתמיסה. מתוארות רוב המתודולוגיות הנפוצות המבוססות על ליגנדות וחלבונים, אשר ללא ספק תורמות לתחומי הגליקוביולוגיה המבנית ומחקרי הזיהוי המולקולרי.

התרת אינטראקציות גליקן-חלבון: תהודה מגנטית גרעינית (NMR) להצלה

פרוטוקול מבוסס NMR זה חוקר אינטראקציות חלבון-גליקן חלשות באמצעות ציאנובירין-N ו-D-מאנוז. בשילוב שיטות זיהוי ליגנד וחלבון, הוא ממפה אתרי קשירה, מזהה השפעות אלוסטריות ומזהה קומפלקסים של מפגשים. הגישה מתארת הכנת דגימה וניתוח נתונים, ומציעה תובנות מבניות ודינמיות בעלות ערך עבור מנגנוני אבחון וזיהוי ספציפיים לגליקן.

חקר אינטראקציות חלבון-גליקן: התקדמות בתהודה מגנטית גרעינית

כאן אנו מציגים פרוטוקולים לשיטות NMR, REstricted DIFfusion of INvisible speciEs (REDIFINE) ו-CONdensate DEtectioN באמצעות העברת מגנטיזציה SEmi-מוצק (CONDENSE-MT) המאפשרים אפיון כמותי ללא תוויות של קונדנזטים ביומולקולריים בתנאים דו-פאזיים, החושפים חלוקה מולקולרית, דינמיקת חילופיים, הידרציה של קונדנסאט ומבנה טיפות ללא שקיעה או תיוג.

שימוש ב-NMR בתמיסה לאפיון קונדנסטים ביומולקולריים בתנאים דו-פאזיים

למד את שיטת SSTD NMR לקבלת פרמטרים קינטיים של חילוף כימי במולקולות אורגניות ואורגנומתכותיות קטנות. שיטה זו מאפשרת מדידת קבועי קצב וזמני הרפיה בו-זמנית ללא צורך באיחוד אותות.

ספין העברת רוויה ההבדל NMR (SSTD NMR): כלי חדש כדי לקבל פרמטרים קינטי של תהליכים כימיים Exchange

גלה סרטונים נוספים