předcházející kapitolazpět na obsahnásledující kapitola

RELAXACE

Magnetizace směřuje v rovnovážném stavu ve směru osy z. Aplikací elektromagnetických pulzů stáčíme magnetizaci z osy z a jaderný spinový systém je vyveden z rovnováhy. Systém se postupně vrací zpět do rovnovážného stavu a tomuto jevu říkáme relaxace. V NMR spektroskopii se rozlišují dva typy relaxačních dějů: podélná relaxace a příčná relaxace.

Během podélné relaxace (spin-mřížkové, longitudální) se znovu buduje rovnovážná magnetizace v ose z. Například v pulzní sekvenci pro měření vodíkových NMR spekter je 90° pulz, který sklopí magnetizaci z osy z do roviny xy. Bezprostředně po tomto pulzu je tedy magnetizace v ose z nulová. Díky podélné relaxaci se znovu vybuduje rovnovážná magnetizace v ose z. Nárůst magnetizace v ose z probíhá podle rovnice:

MZ =M0 (1 - e - t / T1 ),

kde Mz je velikost magnetizace v ose z, M0 je rovnovážná magnetizace, t je čas po 90° pulzu a T1 je spin mřížkový relaxační čas. Čím je T1 kratší, tím rychleji je znovu dosaženo rovnovážného stavu. T1 bývá nejčastěji několik sekund, ale v některých případech může být i mnohem kratší nebo delší (až několik hodin).

Pro měření relaxačních časů T1 se používá pulzní sekvence inversion recovery. Tato sekvence obsahuje 180° pulz, který sklopí magnetizaci do osy -z, poté následuje prodleva τ, kterou můžeme měnit. Během prodlevy τ dochází k podélné relaxaci, magnetizace v -z se zmenšuje, prochází nulou a pak se znovu vytváří magnetizace v ose +z. Po prodlevě tnásleduje 90° pulz a detekce signálu.

 

Během příčné relaxace (spin-spinové, transversální) dochází k ubývání magnetizace v rovině xy. Důsledkem příčné relaxace ubývá intenzita snímaného signálu (FIDu). Úbytek magnetizace v rovině xy probíhá podle rovnice

Mxy =M0 * e - t / T2,

kde Mxy je velikost magnetizace v rovině xy, M0 je rovnovážná magnetizace, t je čas po 90° pulzu a T2 je spin mřížkový relaxační čas. Čím je T2 kratší, tím rychleji ubývá magnetizace v rovině xy a také FID je tím více ubývající. Krátké časy T2 mají za následek rozšíření signálů ve spektru (viz kapitola o Fourierově transformaci). T2 bývá nejčastěji v řádu sekund. Obecně lze říci, že velké molekuly (např. proteiny, polymery) mají krátké relaxační časy T2 a signály těchto látek proto bývají rozš&panerai replica watches for sale ;řené. Naopak malé molekuly (např. běžná rozpouštědla) mají T2 dlouhé a ve spektru mají úzké signály.

Pro měření relaxačních časů T2 se používá pulzní sekvence spinové echo. Tato sekvence začíná prodlevou, během níž se v systému ustanoví rovnovážný stav. Poté následuje 90° pulz, kter&best iwc replica watches ; sklopí magnetizaci z osy z do roviny xy (pokud je 90° pulz podél osy y, magnetizace se sklopí do osy x). Během doby τ vykonává magnetizace precesní pohyb kolem osy z se svojí Larmorovou frekvencí. Za dobu τ se magnetizace otočí o úhel φ. Poté následuje 180° pulz podél osy x, který ponechá magnetizaci v rovině xy, ale překlopí ji na druhou stranu omega replica watches james bond x. Během doby τ vykonává magnetizace opět precesní pohyb kolem osy z s Larmorovou frekvencí. Za dobu τ se magnetizace otočí o stejný úhel φ a tím pádem se vrátí opět do osy x, ale její intenzita je snížena kvůli relaxaci, ke které došlo v průběhu této pulzní sekvence. Čím je doba τ delší, tím je výsledná magnetizace v ose x menší.




předcházející kapitolazpět na obsahnásledující kapitola