
Optimization of Pulses and Pulse Sequences for NMR Spectroscopy
Masterarbeit aus dem Jahr 2019 im Fachbereich Chemie - Analytische Chemie, Note: 1,0, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sprache: Deutsch: Englisch, Abstract: Puls-Engineering spielt in der hochauflösenden NMR-Spektroskopie eine wichtige Rolle, da die Leistung der vorhandenen Pulse von experimentellen Parametern wie Bandbreite oder Magnetfeld-Inhomogenitäten abhängt. Der GRAPE-Optimierungsalgorithmus kann verwendet werden, um den besten Puls für einen gegebenen Satz von Parametern zu finden.
Mit dieser Methode wurden bandselektive Pulse, robuste breitbandige Anregungs- und Inversionspulse und verschiedene universelle Rotationspulse entwickelt. Der erste Teil dieser Arbeit ist eine Erweiterung der systematischen Studien über Breitbandpulse. Diesmal wird der GRAPE-Algorithmus verwendet, um breitbandige 30- und 60-Anregungspulse sowie universelle Rotationspulse mit denselben Flipwinkeln zu entwerfen.
Die Korrelationen zwischen dem besten erreichbaren Qualitätsfaktor und der Pulsdauer wurden für verschiedene Bandbreiten und Grade der rf-Inhomogenitätstoleranz gemessen. Die minimalen Pulsdauern für einen gegebenen Qualitätsfaktor wurden evaluiert und mit Studien über 90 und 180 Pulse verglichen.
Die erhaltenen Impulsformen ähneln den zuvor veröffentlichten Punkt-zu-Punkt- und Universalrotationsimpulsen, die mit dieser Methode optimiert wurden. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit dem Design von ultra-breitbandigen 19F-CMPG- und 19F-PROJECT-Pulssequenzen, die für ligandenbasierte Bindungsstudien verwendet werden könnten. Die beste CPMG-Sequenz war eine Kombination aus einem BURBOP-90-Impuls und einem BURBOP-180-Impuls.
Bei PROJECT wurden die besten Ergebnisse mit demselben 90-Impuls und einem Paar von BIBOP-Impulsen anstelle eines universellen Rotationsimpulses erzielt. Simulationen zeigten, dass die PROJECT-Sequenz bei Vorhandensein von Fluor-Fluor-Kopplungen deutlich besser abschneidet als die CPMG-Sequenz.