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Numerische Erklärung von Einstrahl-, Basis- und Offset-Frequenz
Betrachten wir ein 600-MHz-Spektrometer für die Beobachtung von Protonen. Die Basisfrequenz BF1 dieses Spektrometers ist auf 600,13 MHz konfiguriert (ein 500-MHz-Spektrometer besitzt normalerweise eine BF1 von 500,13 MHz, bei einem 400-MHz-Spektrometer beträgt sie 400,13 MHz usw.).
Ist die Offset-Frequenz O1 auf null gesetzt, gilt: SFO1 = 600,13 MHz + 0 Hz = 600,13 MHz
Das Zentrum des Spektrums läge in diesem Fall bei 600,13 MHz. Unter der Annahme, dass SWH auf 20 kHz eingestellt ist, könnte das Spektrum wie in der nachstehenden Abbildung aussehen.
Spektrum mit BF1 = 600,13 MHz, O1 = 0 Hz
1.
Herausgefilterte Signale
2.
Frequenz
 
Unser hypothetisches Spektrum lässt erkennen, dass alle NMR-Signale zum linken Rand des Spektrums (mit den höheren Frequenzen) hin liegen. Darüber hinaus ist es möglich, dass auch oberhalb von 600,14 MHz noch gewisse Signale auftreten. Da diese Signale außerhalb des Spektralfensters liegen, wurden sie herausgefiltert und werden nicht beobachtet. Das Vorliegen derartiger Signale kann auf zweierlei Weise geprüft werden:
Zum einen könnte die Spektralbreite erhöht werden, so dass das Spektrum etwaige bislang fehlende Signale einschließt. Dies ist jedoch mit Nachteilen verbunden, beispielsweise mit einer Zunahme der FID-Auflösung (je kleiner der Wert von FIDRES, desto besser die Auflösung).
Die bevorzugte Lösung ist, die Spektralbreite unverändert zu lassen und O1 einen Wert zuzuweisen, um das Zentrum des Spektralfensters zu verschieben.
In unserem Beispiel liegen die detektierten Signale sämtlich in dem Bereich um 600,138 MHz, und wir wollen das Spektrum um diese Frequenz zentrieren.
=> SFO1 = 600,138 MHz = BF1 + O1
=> 600,138 MHz = 600,13 MHz + O1
=> O1 = 0,008 MHz = 8 kHz
Wird folglich die Offset-Frequenz O1 auf 8 kHz gesetzt, wird das Spektralfenster so verschoben, dass es wie in der nachstehenden Abbildung aussieht.
Spektrum mit BF1 = 600,13 MHz, O1 = 8 kHz
1.
Frequenz
 
 
 
Diese Abbildung lässt klar erkennen, dass die von den Protonen in unserer hypothetischen Probe ausgesandten NMR-Signale nur einen Teil der Spektralbreite belegen. Die Spektralbreite könnte somit ohne relevanten Datenverlust reduziert werden. Ein Vorteil der Reduzierung der Spektralbreite ist die Verbesserung der spektralen Auflösung. Der Nachteil ist, dass der Zeitaufwand für die Erfassung der Daten proportional ansteigt.
Im Abschnitt Einführung in Theorie und Terminologie wurde konstatiert, dass die chemische Verschiebung von Protonen selten 14 ppm übersteigt. Bei einem 600-MHz-Spektrometer entspricht dies 8,4 kHz. Die nachstehende Abbildung zeigt das neu gezeichnete hypothetische Spektrum, nachdem der dem Parameter SWH zugewiesene Wert von 20 kHz auf 8,4 kHz reduziert wurde.
Spektrum mit BF1 = 600,13 MHz, O1 = 8 kHz, SWH = 8,4 kHz
1.
Frequenz
 
 
 
Es sei darauf hingewiesen, dass der bei einem beliebigen Experiment verwendete Wert für SWH lediglich durch die zu analysierende Probe und die erforderliche spektrale Auflösung bestimmt wird. Ein Wert von 14 ppm für Protonen-Spektren stellt sicher, dass die meisten Protonen-Signale detektiert werden. Für eine detaillierte Analyse eines bestimmten Signals können jedoch auch wesentlich kleinere Werte für SWH gewählt werden.
Nachstehende Abbildung illustriert den generellen Zusammenhang zwischen SFO1, BF1 und O1 (hier an einer anderen Probe gezeigt).
Zusammenhang zwischen SFO1, BF1 und O1
1.
Wird O1 auf einen positiven Wert gesetzt, wird das Spektralfenster zu den höheren Frequenzen hin verschoben.
2.
SW bestimmt die Breite des Fensters.
3.
Frequenz
4.
Wird O1 auf einen negativen Wert gesetzt, wird das Spektralfenster zu den niedrigeren Frequenzen hin verschoben.
5.
SFO1 definiert das Zentrum des Spektrums.