Polarización cruzada

Técnica de espectroscopia

La secuencia de pulsos CP. La secuencia comienza con un pulso de 90º en el canal abundante (normalmente H). A continuación, se aplican pulsos de contacto CP que coinciden con la condición Hartmann-Hahn para transferir la magnetización de H a X. Por último, se detecta la desintegración por inducción libre (FID) de los núcleos X, normalmente con desacoplamiento ^1H .

La polarización cruzada ( CP ), publicada originalmente como espectroscopia de inducción nuclear mejorada con protones ^{[1] [2],} es una técnica de resonancia magnética nuclear de estado sólido (ssNMR) para transferir la magnetización nuclear de diferentes tipos de núcleos a través de interacciones dipolares heteronucleares. La polarización cruzada ¹ H-X mejora drásticamente la sensibilidad de los experimentos de ssNMR de la mayoría de los experimentos que involucran núcleos de espín 1/2, aprovechando la mayor polarización ¹ H y los tiempos de relajación T ₁ ( ¹ H) más cortos. Fue desarrollado por Michael Gibby, Alexander Pines y el profesor John S. Waugh en el Instituto Tecnológico de Massachusetts .

Cuando se cumple la condición Hartmann Hahn, los niveles de energía se alinean en el marco giratorio de RF, lo que permite la transferencia de magnetización.

En esta técnica, se aprovecha la polarización nuclear natural de un espín abundante (normalmente ¹ H) para aumentar la polarización de un espín raro (como ¹³ C, ¹⁵ N, ³¹ P) irradiando la muestra con ondas de radio a frecuencias que coinciden con la condición de Hartmann-Hahn: ^[3]

${\displaystyle \gamma _{H}B_{1}(^{1}{\text{H}})=\gamma _{X}B_{1}({\text{X}})\pm n\omega _{R}}$

donde son las relaciones giromagnéticas , es la velocidad de giro y es un número entero. Este proceso a veces se denomina "bloqueo de giro". La potencia de un pulso de contacto suele aumentarse para lograr una transferencia de magnetización más eficiente y de banda ancha. ${\displaystyle \gamma }$ ${\displaystyle \omega _{R}}$ ${\displaystyle n}$

La evolución de la intensidad de la señal de RMN de X durante la polarización cruzada es un proceso de acumulación y decaimiento cuyo eje temporal se suele denominar "tiempo de contacto". En tiempos de contacto CP cortos, se produce una acumulación de magnetización de X, durante la cual se produce la transferencia de magnetización de ¹ H desde espines cercanos (y espines remotos a través de la difusión del espín del protón) a X. Para tiempos de contacto CP más largos, la magnetización de X disminuye a partir de la relajación T _1ρ (X), es decir, el decaimiento de la magnetización durante un bloqueo de espín.

Referencias

1. Pines, A.; Gibby, MG; Waugh, JS (15 de febrero de 1972). "Espectroscopia de inducción nuclear mejorada con protones. Un método para RMN de alta resolución de espines diluidos en sólidos". The Journal of Chemical Physics . 56 (4): 1776–1777. Bibcode :1972JChPh..56.1776P. doi :10.1063/1.1677439. ISSN  0021-9606.
2. US 3792346, "Espectroscopia de inducción nuclear mejorada con protones" 
3. Hartmann, SR; Hahn, EL (1962). "Doble resonancia nuclear en el marco giratorio" (PDF) . Phys. Rev . 128 (5): 2042–2053. Bibcode :1962PhRv..128.2042H. doi :10.1103/PhysRev.128.2042.