Двумерное преобразование Фурье в селективных радиочастотных импульсных экспериментах ЯМР / Two-Dimension Fourier Transformation in Selective Radiofrequency Pulse NMR Experiments

Морозов М.Г. / Morozov, M.G.
Южный Федеральный Университет / RUS Южный Федеральный Университет
Черныш Ю.Е. / Chennysh, Yu.E.
НИИ физической и органической химии Южного Федерального Университета / RUS НИИ физической и органической химии Южного Федерального Университета
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1605-107115

Морозов М.Г., Черныш Ю.Е. Двумерное преобразование Фурье в селективных радиочастотных импульсных экспериментах ЯМР // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 5(22). С. 107–115.
Morozov, M.G., Chennysh, Yu.E. Two-Dimension Fourier Transformation in Selective Radiofrequency Pulse NMR Experiments // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 5(22). P. 107–115.


Аннотация: Преобразование Фурье это некоторое преобразование функции, превращающее её в совокупность частотных составляющих. Особый интерес представляет его прикладные свойства, в частности, использование двумерного преобразования Фурье в импульсной спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Развитие двумерной Фурье-спектроскопии ЯМР сделало этот метод мощным аналитическим средством во многих областях – химии, медицине, биологии, строительстве, геологии и других. С помощью Фурье-спектроскопии ЯМР можно непосредственно изучать зависящие от времени явления, такие, как релаксация и обменные процессы, а также процессы переноса поляризации и когерентности. Таким образом, импульсные эксперименты ЯМР являются универсальным методом получения спектроскопических данных во всех областях применения ЯМР, включая спектроскопию высокого разрешения изотропных жидкостей, жидких кристаллов и твердого тела. В этом смысле Фурье-спектросокпия объединила различные области исследования, что позволило разработать многоцелевые спектрометры, которые способны охватить все приложения ЯМР.

Abstract: The Fourier transformation is a some function transformation that leads to the set of the frequency components. The particular interest is of its applications such as using two-dimension Fourier transformation in the pulse nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. The development of NMR Fourier spectroscopy has made this method the powerful analytical tool in the following many fields of research: chemistry, medicine, biology, construction, geology and other. The Fourier NMR spectroscopy allows to study the time-depended phenomena such as relaxation and exchange processes, the processes of polarization and coherence transfer in the direct way. Hereby the pulse NMR experiments is a universal tool to obtain the spectroscopy data in all field including high resolution isotropic liquids, liquid crystal and solid. In this sense the Fourier spectroscopy integrates different areas that make it possible to create multipurpose spectrometers that are able to cover all NMR applications.

Ключевые слова: двумерная Фурье-спектроскопия ЯМР, селективные эксперименты ЯМР, формализм операторов произведения, the response theory, two-dimension Fourier spectroscopy, selective NMR experiments, двумерная Фурье-спектроскопия ЯМР


Литература / References
  1. Черныш Ю.Е., Бородкин Г.С., Лукьянов Б.С. и др. Селективная Фурье спектроскопия ЯМР и ее приложение к исследованию процессов молекулярной динамики // Ростов-на-Дону: СУНЦ ВЩ, 2002.
  2. Черныш Ю.Е., Волынкин В.А., Панюшкин В.Т., Кондаков В.И., Коробов М.С., Бородин Г.С. Применение селективных методов гетероядерной спектроскопии ЯМР в исследованиях многокомпонентных систем // Успехи химии. 2005. Т.74. №4. С.317-337.
  3. Морозов М.Г., Черныш Ю.Е., Синявский Г.П. Селективное радиочастотное возбуждение одиночных линий мультиплета для интерпретации спектров сложных многокомпонентных систем // Электромагнитные волны и электронные системы. 2015. Т. 20. № 6. С.85-90.
  4. Морозов М.Г., Черныш Ю.Е., Синявский Г.П. Теоретические расчеты спектров спиновых систем радиочастотных импульсных экспериментов ЯМР на основе формализма матрицы плотности // Электромагнитные волны и электронные системы. 2015. Т. 20. № 6. С. 91-97.
  5. Morozov, M.G., Chernysh, Yu.E., Volynkin, V.A., and Freeman, R. Multiplet Single Line Excitation (MUSLE) Experiment to Interpret Complicated Multi-component Systems Spectra // ХII Международная конференция «Спектроскопия координационных соединений», Туапсе, 13-19 сентября 2015. С. 280.
  6. Morozov, M.G., Chernsh, Yu.E. Selective Multidimensional Multinuclear NMR Spectroscopy: Radiofrequency Pulse Shapes in the MUSLE Experiment. Actual Problems of Magnetic Resonance and its Application / XVIII International Youth Scientific School. Kazan. 2015. P. 139-142.
  7. Лукин А. Введение в цифровую обработку сигналов (математические основы) // МГУ. Лаб. компьютерной графики и мультимедиа. 2002.
  8. Гольденберг Л.М. Цифровая обработка сигналов // 2-е изд. М.: Радио и связь,1990. 256с.
  9. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990. 584 с.
  10. Freeman, R. Magnetic Resonance in Chemistry and Medicine // Oxford University Press, 2003. 296p.
  11. Синявский Г.П., Черныш Ю.Е., Морозов М.Г. Ядерный магнитный резонанс как аналитический метод в химии и медицине // Элекромагнитные волны и электронные системы. 2014. № 9. С. 58-64.
  12. Михайлов И.Е., Черныш Ю.Е., Морозов М.Г., Душенко Г.А. Использование векторной модели описания импульсных экспериментов ЯМР для изучения структуры нежестких циклополиенов // Вестник Южного научного центра. 2014. Т.10. № 4. С. 34-42.
  13. Морозов М. Г., Муханов А. В., Савилкин И. С. Применение метода ядерного магнитного резонанса в строительстве // Sceince and World. 2015. № 1 (17). Vol. 1. С. 14-20
  14. Черныш Ю.Е., Волынкин В.А. Описание импульсных экспериментов ядерного магнитного резонанса на основе векторного операторного формализма // Химическая физика. 2013. Т. 32. № 7. С. 1-12.
  15. Freeman, R. Spin Choreography. Basic Steps in High Resolution NMR // Oxford: Oxford University Press, 2002. 408p.
  16. Keeler, J. Understanding NMR Spectroscopy. / Second Edition. // University of Cambridge, Department of Chemistry, 2005. 526p.
  17. Sorensen, O.W., Eich, G.W., Levitt, M.H., Bodenhause, G., and Ernst, R.R. Product Operator Formalism for the Description of NMR Pulse Experiments // Prog. Nucl. Magn. Reson Spectrosc. 1983. No. 16. P. 163-192.
  18. Donne, D.G., Gorenstein, D.G. A Pictorial Representation of Product Operator Formalism: Non-Classical Vector Diagrams for Multidimensional NMR // Department of Molecular Biology, La Jolla, Ca, 2010.
  19. Чижик В.И. Квантовая радиофизика. Магнитный резонанс и его приложения / 2-е изд. СПб: СПбУ, 2009, 700с.