رزونانس مغناطیس هسته (NMR)
برخی هستهها، مانند الکترون به دور محور خود حرکت چرخشی دارند. در حضور یک میدان آهنربایی خارجی، یک هسته در حال چرخش تنها تعداد معدودی جهتگیری پایدار دارد. رزونانس مغناطیس هسته(NMR) هنگامی ایجاد می شود که یک هسته اسپین دار با جذب تابش الکترومغناطیسی به مقدار کافی، در حضور یک میدان آهنربایی از یک جهتگیری با انرژی پایینتر به یک جهتگیری با انرژی بالاتر برانگیخته شود. طیف سنجی رزونانس مغناطیس هسته شامل اندازهگیری میزان انرژی لازم برای تغییر هستههای اسپین دار از یک جهتگیری پایدار به جهتگیری ناپایدارتر در یک میدان مغناطیسی است. از آنجا که هستههای اسپیندار در میدان مغناطیسی در فرکانسهای مختلف تغییر جهت میدهند، فرکانس متفاوتی از تابش جذبی برای عوض کردن جهتگیری هستههای اسپیندار نیاز میباشد. فرکانسی که در آن جذب صورت میگیرد برای تجزیه و طیفسنجی به کار برده میشود[۱]. |
|
شکل ۱- شکل شماتیک از اجزاء تشکیل دهنده دستگاه NMR |
۱) آهنربا: در طیفسنجهای تجاری NMR هم آهنرباهای دائم و هم آهنرباهای الکترومغناطیسی با ابعاد بزرگ مورد استفاده قرار میگیرند. نوعاً میدانی در حدود ۱۴۰۰۰ گوس بین قطعات قطبهای مغناطیسی که قطری برابر ۱۲ اینچ یا بیشتر دارند، برقرار میشود. مشخصات کارکردی آهنربا به خصوص برای کارهای با تفکیک بالا، حساس و پراهمیت است. میدان ایجاد شده باید در محوطه حضور نمونه، تا یک قسمت در۱۰۸ همگن باشد و باید تا درجه مشابهی در زمانهای کوتاه پایدار بماند. برای داشتن چنین خصوصیاتی، به ابزارسازی تکامل یافتهای که مجهز به ابزار پس خور جهت تصحیح در افت و خیز است، نیاز میباشد. ۲- پیمایش گر میدان مغناطیسی استقرار یک جفت سیمپیچ به صورت موازی با سطوح مغناطیسی، تناوب میدان اعمال شده در یک گستره کوچک را امکانپذیر میسازد. با تغییر یک جریان مستقیم از میان این سیمپیچها، میدان مؤثر را میتوان بدون از دست دادن همگنی میدان، تا چند صدمیلی گوس تغییر داد. معمولاً قدرت میدان به طور خودکار و به طور خطی با زمان تغییر میکند و این تغییر با حرکت کاغذ ثبات همزمان است. برای یک دستگاه ۶۰ مگاهرتزی، گستره پیمایش میدان برابر ۱۰۰۰ هرتز (۲۳۵ میلیگوس) یا چیزی حدود آن است. ۳- منبع فرکانس رادیویی علامت حاصل از یک نوسانگر فرکانس رادیویی (فرستنده) به داخل یک زوج سیمپیچی که عمود بر مسیر میدان نصب شدهاند. خورانده میشود و در نتیجه یک پرتو تابش قطبیده مسطح به دست میآید. معمولاً از یک نوسانگر ثابت دقیقاً ۶۰ مگاهرتزی استفاده میشود. فرکانس برای کار با تفکیک بالا، باید تا حدود یک قسمت در °۱۰ ثابت باشد. توان خروجی این منبع کمتر از وات است و باید تا شاید به مقدار یک درصد در یک فاصله زمانی چندین دقیقه ثابت باشد. ۴- آشکارساز و سیستم ثبات: علامت فرکانس رادیویی ایجاد شده توسط هستههای در حال رزونانس، به وسیله سیمپیچی که ظرف نمونه را احاطه کرده است و به صورت عمود بر سیمپیچ منبع قرار دارد، آشکار میشود. علامت الکتریکی تولید شده در سیمپیچها کوچک است و باید به ضریبی برابر °۱۰ یا بیشتر تقویت گردد تا بتواند ثبت شود. ۵- ظرف نگهدارنده نمونه: سلول متداول برای نمونه در NMR مرکب از یک لوله شیشهای به قطر ۵ میلیمتر است که حدود ۰/۴ میلیمتر از مایع در آن قرار میگیرد. لولههای کوچکتر برای نمونههایی با حجم کمتر نیز در دسترس است[۲] . |
|
شکل ۲- ظرف نگهداری نمونه در دستگاه NMR |
کاربردها:
|
رزونانس مغناطیس هسته (NMR)

29
آوریل