Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 51

Spektroskopowe metody identyfikacji związków PowerPoint PPT Presentation


  • 165 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Spektroskopowe metody identyfikacji związków. Spektroskopia NMR – techniki dwuwymiarowe Obrazowanie rezonansem magnetycznym (MRI). Widmo kamfory wykonane przy różnej rozdzielczości spektrometru. Eksperymenty jednowymiarowej spektroskopii NMR – badanie wiązań wodorowych. NHGly(1) /.

Download Presentation

Spektroskopowe metody identyfikacji związków

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Spektroskopowe metody identyfikacji związków

Spektroskopia NMR – techniki dwuwymiarowe

Obrazowanie rezonansem magnetycznym (MRI)


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Widmo kamfory

wykonane

przy różnej

rozdzielczości

spektrometru


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Eksperymenty jednowymiarowej spektroskopii NMR – badanie

wiązań wodorowych

NHGly(1)

/

NHΔAla(5)

/

NHGly(4)

/

NHΔAla(2)

\

- NHGly(3)

/

NHGly(6)

Wpływ temperatury na wartość przesunięcia chemicznego protonów amidowych

dla peptydu Boc–Gly-ΔAla-Gly–Gly-ΔAla-Gly-OMe


Widmo 1 h nmr aktyny bia ka zbudowanego z 375 reszt aminokwasowych

Widmo 1H NMR aktyny – białka zbudowanego z 375 reszt aminokwasowych


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

W przypadku większych układów i makromolekuł widma jednowymiarowe nie dostarczają dostatecznych informacji – konieczne staje się zastosowanie technik dwuwymiarowych. Generalnie widma tego typu bazują na dwóch typach oddziaływań:

- sprzężenie skalarne – przez wiązanie – badanie struktury,

- sprzężenie dipolowe – przez przestrzeń – badania konformacyjne.


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Problem przypisania sygnałów na widmie peptydu/białka

H3C

CH3

Sprzężenie skalarne – poprze wiązania (J-couplings)

Oddziaływanie przez przestrzeń - dipolowe (NOE)

H

C

O

H

N

C

N

C

H

H


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Wielowymiarowy NMR

2D

3D

1D

MW ~ 10000

MW ~ 30000

MW ~ 300


Schemat eksperymentu jednowymiarowego

Schemat eksperymentu jednowymiarowego:


Eksperyment dwuwymiarowy

Eksperyment dwuwymiarowy


W rezultacie otrzymujemy

W rezultacie otrzymujemy:


Najpopularniejsze eksperymenty dwuwymiarowe

Najpopularniejsze eksperymenty dwuwymiarowe


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

W badaniach strukturalnych największe znaczenie mają eksperymenty bazujące na sprzężeniach skalarnych – poprzez wiązania.

Na podstawie analizy otrzymanych w ten sposób rezultatów możliwe jest przypisanie sygnałòw na widmie a co za tym idzie określenie struktury.

A oto kilka przykładów


Widmo hhcosy butyrolaktonu

Widmo HHCOSY β-butyrolaktonu


Widmo hhcosy kodein y

Widmo HHCOSY kodeiny

H-5 —> H-3 —> H-10 —> OHH-10 -> H-9H-3 —> H-16H-16 —> H-11


Spektroskopia 13 c nmr

Spektroskopia 13C NMR

Metoda ta rozwinęła się stosunkowo niedawno – podstawowe przeszkody we wcześniejszym wykorzystaniu tej techniki stanowiły:

- natruralna abundancja izotopu 13C wynosi zaledwie 1.1%,

- czterokrotnie mniejsze odstępy poziomów spinowych (w porównaniu do 1H), co w rezultacie daje znacznie mniejszą intensywność sygnałów


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Pełne wykorzystanie faktu zjawiska węglowego rezonansu jądrowego umożliwiły:

- ulepszenie metodyki i aparatury – wprowadzenie rejestracji widm metodą impulsową z transformacją Fouriera,

- wykonywanie widm z rozprzęganiem jąder 13C - brak multipletowości na widmie powoduje zwiekszęnie intensywności sygnałów.

W przypadku spektroskopii podstawowym kryterium analizy widm jest przesunięcie chemiczne.


Zakresy przesuni chemicznych na widmach 1 3 c nmr

Zakresy przesunięć chemicznych na widmach 13C NMR


Widmo 1h i 13c nmr butyrolaktonu

Widmo 1H i 13C NMRβ-butyrolaktonu


Widmo chcosy butyrolaktonu

Widmo CHCOSY β-butyrolaktonu


Widmo chcosy modyfikowanego glutationu

Widmo CHCOSY modyfikowanego glutationu


Widmo hh cosy

Widmo HH COSY


Hmqc heteronuclear multiple quantum coherence

HMQC – Heteronuclear Multiple Quantum Coherence

Korelacja przesunięć chemicznych protonów związanych z jądrem X przez jedno wiązanie


Hmbc heteronuclear multiple bond correlation

HMBC – Heteronuclear Multiple Bond Correlation

Korelacja przesunięć chemicznych protonów związanych z X przez kilka wiązań


Hmqc heteronuclear multiple quantum coherence1

HMQC – Heteronuclear Multiple Quantum Coherence


Hmbc heteronuclear multiple bond correlation1

HMBC – Heteronuclear Multiple Bond Correlation


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Widmo HHCOSY i TOCSY reszty aminokwasowej:


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

2002 – nagroda Nobla z dziedziny chemii -Kurt Wüthrich – pokazał, że strukturę białek

można badać za pomocą NMR


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Widmo NMR białka


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

NOESY

TOCSY


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Widmo NOESY białka


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Oddziaływania obserwowane na widmie NOESY


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Spektroskopia NMR

Przypisanie sygnałów

Intensywność

Sygnałów NOE

Sprzężenia

obliczenia

dynamiki

molekularnej


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Magnetic Resonance Imaging – MRI –

obrazowanie rezonansem magnetycznym


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Na czym polega obrazowanie rezonansem magnetycznym?

  • Obrazowana jest każda warstwa podzielona na komórki “voxels”


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

  • We wnętrzu każdej „komórki” jest woda.

N

S

  • Jądra1H w cząsteczkach

  • H2O działają jak małe magnesy


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Pod wplywem impulsu elektromagnetycznego

o częstości radiowej można zmienić orientację

spinów jądrowych

N

N

Kiedy spiny jądrowe powracają do położenia równowagi to jest emitowane promieniowanie radiowe


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

fast

Spiny jądrowe w różnych tkankach powracają do stanu równowagi w różnym czasie.

Aby rozróżnić sygnały pochopdzące z różnych tkanek zastosowano pole magnetyczne z gradientem.

slow


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

B0

B1


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Obrazowanie bezkontrastowe


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Przykładowe związki

stosowane jako kontrast

w MRI


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Obrazowanie jamy brzusznej przy

zastosowaniu kontrastu

Obrazowanie serca z zastosowaniem

kontrastu


Spektroskopowe metody identyfikacji zwi zk w

Obrazowanie kolana

Protony pochodzenia

tłuszczowego

Protony pochodzące z wody


  • Login