NMR-operátori tanfolyam

Átírás

1 ELTE Kémiai Tanszékcsoport, NMR Laboratóriuma Rohonczy János NMR-operátori tanfolyam Budapest, 2010.

2 Célkitőzés Gyakorlati, méréstechnikai ismeretek rutin NMR mérésekhez Biztonságtechnika és balesetmegelızés erıs mágneses tér elektromos berendezések számítógéphálózat Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 2

3 Felhasználói kérdések 1. Mit kapok? * 1D 1 H, 13 C, ( 31 P, 19 F), z-hsqc mérések, spektrumok PDF file-ban * Adatátvitel: WinSCP Feldolgozó program: TOPSPIN 3 éves diáklicensz, MestRe-C * Belépıkártya + szabad hozzáférés az NMR-hez 2. Mit fizetek? * kb. 100 Ft/mérési egység 1 H: 3 egység 13 C: 5-7 egység * idıben logaritmikus skála, éjjel olcsóbb. 3. Mit kell tennem? * Részvétel az operátori tanfolyam elméleti órákon. * Felhasználói azonosító készítése a caesar.elte.hu gépen. * Részvétel a gyakorlati képzésen. * Vizsga. * Engedélyek megszerzése - Témavezetıi nyilatkozat a költségek vállalásáról. Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 3

4 Tárhely biztosítása a Caesar-on Tárolóhely készítése a Caesar-on ETR-es név és password Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 4

5 Jelszó megváltoztatása Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 5

6 Caesar azonosító készítése Caesar igénylés Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 6

7 WinSCP letöltése Honlap Hordozható verzió közvetlen letöltése: Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 7

8 WinSCP indítása Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 8

9 WinSCP file manager Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 9

10 Operátori engedély Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 10

11 Felszerelés Felszerelés * 5 mm-es NMR csı (Aldrich: Gold Label v. Ultra,Wilmad, Cortec) * Deuterált NMR oldószer (Aldrich, Cambridge Isotope Lab., Cortec) Oldószermennyiség: ul, mintamagasság: 4 cm. Gyakorlati fogások: vizmentesítés, belsı standard, oldékonyság * 4 cm 3 -es üvegedény (Pierce) * 2 cm 3 -es Pasteur-pipetta * 1 ml-es automata pipetta Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 11

12 Mintaelıkészítés Mőveletek 1. Anyag bemérése a Pierce edénybe ul oldószer hozzáadása automata pipettával 3. Oldószeres edény lezárása 3. Oldás (melegítés, rázogatás) 4. Szőrés és átpipettázás az NMR csıbe 5. Mintacsı lezárása 6. Mintacsı megjelölése Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 12

13 Bejelentkezés 1. Bejelentkezés WEB-en keresztül: Firefox, Microsoft Internet Explorer (KTCS) (NMR) 08:00-20:00 között 1/2 órás osztásban 20:00-08:00 között egyben (kedvezményes tarifa) Vasárnap egésznapra (kedvezményes tarifa) Egyszerre 3 órányi idıigényt lehet elıjegyezni 7 napon belül. Az idıigényt le is lehet mondani. Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 13

14 Az NMR honlap Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 14

15 Automatikus frissülı táblázat Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 15

16 Gépidı igénylése és lemondása Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 16

17 Belépés - Biztonság Chip-kártyás beléptetı rendszer Laborbiztonság 1. Életvédelem: pacemaker, fémprotézis 2. Tárgyi védelem: kulcs, pénzérme, csipesz, karóra, mágneskártya, floppy. 3. Kötélkordon-on belül, mágnes felett és alatt is dolgozunk 4. Elektrosztatikus feltöltıdés 5. Elektromos áramütés veszélye - RF kábelezés. 6. Nagyobb mozgó fémtárgyak a folyosón, laborban. 7. Általános elıvigyázatosság kémiai anyagokkal: korrózió, zsír, fémpor. Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 17

18 Számítógépes biztonság Windows XP munkaállomás Adatvédelem: be/kilogolás - LOG OFF NEM KIKAPCSOLÁS! password: egyéni adatátvitel: SSH-val CAESAR-ra (WinSCP és nem FTP) vírusvédelem: Pendrive használata TILOS NMR program: TOPSPIN / ICON-NMR / Routine Spectroscopy password Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 18

19 Mintacsı elıkészítése mérésre 1. Mintacsı rotorba helyezése 2. Magasságának mércézése (18 mm) 3. Minta cseréje: mintacsı biztonságos fogása, gáz-lift Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 19

20 BRUKER - Avance 250 Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 20

21 A munkahely PC és BSMS kezelıpult Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 21

22 NMR spektrométerünk Készülék: Mágnes: BRUKER AVANCE 250 MHz PFT spektrométer 5.87 Tesla szupravezetı (He / N2 / vákuum) 1 H MHz, 13 C 62.9 MHz Elektronika: AVANCE digitális spektrométer (digitális frq. szintézis, digitális lock, digitális filter, digitális quadratura detekció, z-gradiens) 2 csatorna + 2H Lock/20W, 2 x 150/50 W végerısítık Front-end: PC munkaállomás, Windows XP oprendszer Neve: \\avance avance.nmr.elte.hu Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 22

23 NMR-méréstechnika A PFT elve: 1. A homogén tér polarizálja a spineket 2. Rádiópulzus(ok): spinátmenet, koherencia 3. Indukciós jel detektálása (FID), (közben lecsatoló pulzusok is) 4. Analóg jel lekeverése, digitalizálása, akkumulálása 5. Jelsimítás, 6. FFT, spektrumtárolás 7. Fáziskorrekció 8. Peak picking, Integrálás 9. Kirajzolás Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 23

24 Belépés az XP-be gyors belépés: Ctrl-Alt-Del-Del Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 24

25 Automatikusan induló program TOPSPIN -> ICON NMR -> Routine Spectroscopy Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 25

26 1. Bejelentkezés Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 26

27 2. Minta beengedése Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 27

28 3. Tárhely megjelölése Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 28

29 4.a. Oldószer megadása Leggyakoribbak: CDCl3 D2O DMSO Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 29

30 4.b. Mérés kiválasztása Leggyakoribbak C13CPD PROTON C13DEPT135 Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 30

31 4.c. Quad-mérıfej átkapcsolása 1: 13 C 2: 31 P 3: 19 F Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 31

32 5. Az adatok ellenırzése Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 32

33 6. A mérés elindítása Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 33

34 7. Lock display Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 34

35 A jó minıségő spektrum titka Stabil elektronika Stabil minta termikus egyensúly, cápák, gáz-, csapadék-képzıdés, párolgás, viszkozitás Stabil mágneses tér: LOCK (szervo) Homogén mágneses tér: (SHIM SYSTEM) Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 35

36 Lockolás Rezonancia frekvencián: foton-elnyelés és relaxáció egyensúlyban. Ha a tér változik: adott frekvencián az elnyelés csökken (a jel elmászik). In situ magnetométer: oldószer deutérium-jele vagy 19 F-jel. Szervo-áramkör: elmozdul a csúcs, adott frekvencián a jel csökken, a z-irányú segédtekercsben megváltozik az áram/tér: a jel visszaáll. Érzékeny lock feltételei: éles jel (homogén tér), jó fázis, kis viszkozitás. Digitális lock: Könyvtári adatok alapján a frekv. rááll az oldószer 2 H-jelére. Üzemmódok és a Lock Display: SWEEP: frekvencia-pásztázás - "hagyományos spektrométer" LOCK : a z-irányú teret rázárjuk a választott mag-frekvenciára. Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 36

37 Lock-gombok Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 37

38 Locked Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 38

39 8. Shim Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 39

40 Shimelés Shim-rendszer: Homogén térben: Inhomogén térben: Inhomogenitás ellen: 20 db. szobahımérséklető gradiens. keskeny, magas, szimmetrikus jel. széles, lapos, torz. mágneses térgradiensek (krio- és RT tekercsek) Szimmetria: z, z 2, z 3, z 4, z 5, z 6, x, y, x 2 -y 2, xy, x 3, y 3, és kombinációk (pl. xz) Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 40

41 Shim-gombok Ahol kezdjük: ONAXIS Z 1 Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 41

42 Shimelési stratégia 20 dimenziós paramétertér, nincs globális megoldás Legérzékenyebb: z, z 2, x, y Forgatás mellett is él: z, z 2, z 3, z 4, z 5, z 6 Forgatás mellett is a jel aszimmetrikus: z, z 3, z 5 Forgatás mellett a jel szimmetrikus, de széles: z, z 2, z 4, z 6 Csak álló mintán észlelhetı: x, y, x 2 -y 2, xy, x 3, y 3, és a kombinációk Meddig shimeljünk? a) Jel élesedik - magas, fent kimegy a képbıl => csökkenteni kell a Lock vevı erısítést (LOCK GAIN) => jel is, zaj is csökken. b) Álló és forgó minta lock-jele kb. azonos magas. c) SWEEP módban a jel élesen, hosszan, szimmetrikusan cseng le. d) Türelem! Ami jó a deutériumnak, az jó a többi magnak is!!! Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 42

43 9. Receiver Gain (RGA) Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 43

44 10. Adatgyőjtés - ZG és FID Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 44

45 11. Adatgyőjtés és megtekintés Adatfrissítés: A TOPSPIN ablakot csak ikonba csukjuk le. A Spectrum gomb megnyomása új adatokat hoz el! Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 45

46 12. Kirajozolás pdf-íróval Output: PDF file Helye: d:\data\<user>\plot\... Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 46

47 A kinyomtatott spektrum Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 47

48 13. A minta kivétele Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 48

49 14. WinSCP indítása Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 49

50 14. WinSCP file manager Az adatokat csak másolni szabad. Az eredeti megmarad a spektrométeren! Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 50

51 15. Kilogolás az XP-bıl Log Off-ot kell használni! Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 51

52 Vége Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 52