ELTE Kémiai Tanszékcsoport, NMR Laboratóriuma Rohonczy János NMR-operátori tanfolyam Budapest, 2010.
Célkitőzés Gyakorlati, méréstechnikai ismeretek rutin NMR mérésekhez Biztonságtechnika és balesetmegelızés erıs mágneses tér elektromos berendezések számítógéphálózat Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 2
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
Tárhely biztosítása a Caesar-on Tárolóhely készítése a Caesar-on https://ugykezelo.elte.hu ETR-es név és password Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 4
Jelszó megváltoztatása Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 5
Caesar azonosító készítése Caesar igénylés Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 6
WinSCP letöltése Honlap http://winscp.net/eng/index.php Hordozható verzió közvetlen letöltése: http://winscp.net/download/winscp427.zip Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 7
WinSCP indítása Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 8
WinSCP file manager Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 9
Operátori engedély http://vegyszer/nmrhome/operator.pdf Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 10
Felszerelés Felszerelés * 5 mm-es NMR csı (Aldrich: Gold Label v. Ultra,Wilmad, Cortec) * Deuterált NMR oldószer (Aldrich, Cambridge Isotope Lab., Cortec) Oldószermennyiség: 500-550 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
Mintaelıkészítés Mőveletek 1. Anyag bemérése a Pierce edénybe 2. 500 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
Bejelentkezés 1. Bejelentkezés WEB-en keresztül: Firefox, Microsoft Internet Explorer http://vegyszer.chem.elte.hu/nmrhome/index.html (KTCS) http://vegyszer.nmr.elte.hu/nmrhome/index.html (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
Az NMR honlap Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 14
Automatikus frissülı táblázat Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 15
Gépidı igénylése és lemondása Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 16
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
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
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
BRUKER - Avance 250 Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 20
A munkahely PC és BSMS kezelıpult Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 21
NMR spektrométerünk Készülék: Mágnes: BRUKER AVANCE 250 MHz PFT spektrométer 5.87 Tesla szupravezetı (He / N2 / vákuum) 1 H 250.13 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
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
Belépés az XP-be gyors belépés: Ctrl-Alt-Del-Del Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 24
Automatikusan induló program TOPSPIN -> ICON NMR -> Routine Spectroscopy Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 25
1. Bejelentkezés Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 26
2. Minta beengedése Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 27
3. Tárhely megjelölése Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 28
4.a. Oldószer megadása Leggyakoribbak: CDCl3 D2O DMSO Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 29
4.b. Mérés kiválasztása Leggyakoribbak C13CPD PROTON C13DEPT135 Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 30
4.c. Quad-mérıfej átkapcsolása 1: 13 C 2: 31 P 3: 19 F Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 31
5. Az adatok ellenırzése Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 32
6. A mérés elindítása Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 33
7. Lock display Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 34
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
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
Lock-gombok Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 37
Locked Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 38
8. Shim Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 39
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
Shim-gombok Ahol kezdjük: ONAXIS Z 1 Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 41
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
9. Receiver Gain (RGA) Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 43
10. Adatgyőjtés - ZG és FID Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 44
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
12. Kirajozolás pdf-íróval Output: PDF file Helye: d:\data\<user>\plot\... Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 46
A kinyomtatott spektrum Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 47
13. A minta kivétele Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 48
14. WinSCP indítása Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 49
14. WinSCP file manager Az adatokat csak másolni szabad. Az eredeti megmarad a spektrométeren! Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 50
15. Kilogolás az XP-bıl Log Off-ot kell használni! Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 51
Vége Rohonczy János: NMR-operátori tanfolyam 52
