Diskussion:Kernspinresonanzspektroskopie

hallo, ich finde im artikel wird nicht klar, um welche dimensionen es sich bei mehrdimensionaler nmr handelt. die erste ist das spektrum? die zweite nochmal um korrelationen festzustellen? wenn ich die englische wiki richtig verstanden habe ist die dritte dimension die art des pulses? vielleicht hat ja jemand ahnung und zeit durch einen einleitenden satz zum 2d abschnitt aufklärend beizutragen. Moritz --213.100.22.115 12:05, 26. Mai 2007 (CEST)

Zahlreiche grammatikalische, aber vorallem inhaltliche Fehler machen diesen Artikel korrekturbedürftig. Und mal generell: wer Probleme mit Rechtschreibung oder Ausdruck hat, oder keine Zeit so einen Artikel mit der gebotenen Sorgfalt zu schreiben, der sollte es lieber bleiben lassen. Für den Laien ist es immer noch viel zu unanschaulich geraten, für den Einsteiger sogar kontraproduktiv, da er auf viele falsche Fährten gesetzt wird. Macht Euch als Autoren doch mal Gedanken, wer einen Wikipedia Eintrag über "Kernresonanz" liest (wohl mehr Laien) und was man demjenigen kurz, anschaulich und unmissverständlich vermitteln könnte und möchte.

Die wichtigsten fachlichen Kritikpunkte:

1.) eine der Kernkompetenzen der NMR und ihre große Stärke ist die Erforschung von dynamischen intermolekularen Wechselwirkungen (z.B. zwischen Proteinen und Liganden). Der Aspekt fehlt leider völlig.

RH>Ergänzung: In allererster Linie wohl simple Strukturaufklärung. Angefangen von RH>der Frage "Ist meine Methylgruppe noch dran oder nicht" bis zur Struktur- RH>aufklärung von Naturstoffen. Die genannte Wechselwirkung zwischen Biomakromolekülen RH>verbrät derzeit wohl die meiste Messzeit, ist aber insgesamt noch viel zu RH>uneffektiv. Frühsteinzeitliches einzelnes Herausklauben von Peaks mit RH>Kosten fuer ein einzelnes Protein, die mindestens im 6stelligen Euro-Bereich RH>liegen.

Nicht kritisieren: Ergänzen!

Ich kenn mich nur mit NMR auf Oberflächen aus und kann zu intermolekularen WW nichts sagen.

--Ademant 23:44, 22. Dez 2004 (CET)

2.) Von 900 MHz (also 21.1 T) kann "in der Praxis" noch nicht die Rede sein. 500-700 MHz beherrschen noch die Praxis, 900MHz Geräte sind gegenwärtig "high end".

3.) "Dies ist der selbe Mechanismus, der auch eine Kompassnadel zum Nordpol zeigen läßt". Nein, ist es eben gerade nicht, deshalb ja auch die später angesprochene Boltzmannverteilung. In der klassischen Physik ist nur eine einzige Ausrichtung der Kompassnadel möglich, in der Quantenphysik gibt es aber zwei (energetisch dicht beieinanderliegende), entgegengesetzte Ausrichtungen der "Nadel" (magnetischer Summenvektoren der präzedierenden Kerne). Entweder stellt man das heraus, oder man verschweigt es der Einfachheit halber, spart sich dann aber auch zwingend die Boltzmannverteilung, die ist sonst nicht verständlich.

Doch! Ein Spin besitzt ein magnetisches Moment genau wie jeder normale Kompaß auch. Nur daß der Kernspin deutlich kleiner ist. Ein Permanentmagnet ist doch nur mit Hilfe des Hüllenspins erklärbar, oder? Trotz der Boltzmann-Verteilung bleibt eine Gesamtmagnetisierung übrig, die sich wie ein Kompaß verhält. Daß ein normaler Kompaß nicht um das Magnetfeld präzediert liegt wohl an der mechanischen Aufhängung.

--Ademant 23:44, 22. Dez 2004 (CET)

Daß ein normaler Kompaß nicht um das Magnetfeld präzediert liegt wohl an der mechanischen Aufhängung. Nee, ich glaube das ist ein sehr naives Bild (eine Magnetisierte Nadel an einem Faden aufgehängt rotiert ja auch nicht). In einem simplifizierten Bild hat der Kompassvergleich durchaus seine Berechtigung, genaugenommen hinkt er aber wirklich. Aber generell deckt der derzeitige Artikel das Themengebiet nur unzureichend ab. Wenn ich Zeit und Muße habe (und mir nicht jemand anders zuvorkommt) werde ich ihn wohl mal überarbeiten. --Cornholio 14:42, 25. Apr 2005 (CEST)

4.) "In diesem Magnetfeld präzedieren die Spins mit der Larmorfrequenz, bis sich diese nach einer Relaxationszeit wieder nach dem Magnetfeld ausrichten." ...klingt als würden sie danach nicht mehr präzidieren, tun sie aber unablässig, nur eben inkohärent. Quantenkohärenz bei Wikipedia erklären zu wollen, wäre naiv. Alle unschlüssigen Erklärungen auf halben Wege dort hin sind überflüssig.

Quantenkohärenz Mit Verschränkung hat das nichts zu tun. Im Vergleich zu beispielsweise und ohne weiteren Zusammenhang Differentialform wäre die Phasenkohärenz der präzedierenden Spins an einem kleinen Doppelkegelbildchen recht anschaulich zu erklären. --Stepwiz 00:22, 25. Jan 2006 (CET)

Ok; es war etwas unsauber formuliert. Genauer ist es die Gesamtmagnetisierung, die mit der Larmorfrequenz präzediert. Sicher präzedieren die Spins um das Magnetfeld. Aber durch die große Anzahl mittelt sich deren induzierte Spannung weg.

--Ademant 23:44, 22. Dez 2004 (CET)

5.) Experimentell erfasste Größen bei der NMR Spektroskopie sind

- die chemische Verschiebung
- Kopplungen (homo- und heteronuklear)
- Relaxationszeiten (T1/T2)
- math. Vorzeichen von Signalen

RH>Ergänzung RH> - Integrale RH> - Anzahl an Signalgruppen (= Strukturelementen) RH> - Nuklear-Overhauser-Effekt (Abstaende)

Experimentell erfassen lassen sich nur die Relaxationszeiten, Larmorfrequenzen und Intensitäten. Alles andere sind Interpretationen der gemessenen Spektren.

--Ademant 23:44, 22. Dez 2004 (CET)

deren Auswertung führt zu Informationen über dreidimensionalen Struktur, Kinetik,Oxidationszahlen, etc.

6.) "Für vernünftige Messungen an einer Atomsorte ist mindestens 1 mol notwendig." Murks. Hat Kurt Wüthrich den halben Nobelpreis dafür bekommen, dass er 150 kg eines Antikörpers in ein 0.6 ml fassendes übliches Glasröhrchen gestopft hat? Wohl kaum. Ein µmol (1.000.000 mal weniger) ist heutzutage mehr als genug, um innerhalb von Minuten ein NMR Spektrum zu bekommen. Selbst mehrdimensionale Experimente werden mit diesen Mengen innerhalb weniger Stunden standardmäßig gemacht. Die in den letzten Jahren untersuchten biologischen Makromoleküle Mit Kryoprobenköpfen sind sogar Proben im pmol Bereich auswertbar.

RH> Ergänzung: Na, na. Sooo toll sind Cryoköpfe auch nicht. Bei geeigneten RH> unpolaren Lösungsmitteln (CDCl3) ist ein Empfindlichkeitsgewinn von 4 bei gleicher RH> Feldstärke machbar, bei weniger geeigneten unpolaren Lösungsmitteln und RH> in Wasser ist ein Empfindlichkeitsgewinn von 1,5 ... 2,5 realistisch. RH> Und das auch nur fuer den Einzelpuls. Wegen der schlechten B1-Homogenität RH> der Cryoköpfe, sind Vielpulsexperimente je nach Phasenlage der Pulse RH> noch weiter benachteiligt.

Messungen über mehrere Stunden? Hast Du eine Ahnung, wieviele Spektren in dieser Zeit aufgenommen und ausgewertet werden müssen? Wenn es ein Standard-Verfahren wäre, Stoffmengen im nmol-Bereich mittels NMR auszuwerten, hätte Herr Wüthrich dafür wohl keinen Nobelpreis bekommen.

--Ademant 23:44, 22. Dez 2004 (CET)

Also Leute, für einen Einführungskurs ist hier weder Platz, noch ist das breite Know-how vorhanden. Macht doch lieber was kurzes, verständliches, welches dem Laien eine gesunde Übersicht von Funktion und Leistungsfähigkeit der Kernresonanz (-spektroskopie) liefert. Ich überlasse das auch lieber jemand anderem...

RH> Ich werds mal versuchen. Aber das ist gar nicht so trivial. Wir braeuchten RH> einen deutschen James Keeler. ;-)

also Platz ist ja kein Argument; den gibt´s ohne ende ;) und "Ich überlasse das auch lieber jemand anderem" klingt wie " ich weiß es aber ätsch bätsch ich sag´s nicht --> ich weiß wirklich nichts von dem thema aber das konnt ich mir gerade mal nicht verkneifen ...Sicherlich 15:36, 26. Aug 2004 (CEST)

Ein wenig Software ergaenzt und die Aussage zu Mestre-C relativiert. Die sind jetzt kommerziell. Rhaessner 20:05, 18. Dez 2004 (CET)

Warum kurz? Eine kurze, einfache Einführung für den Laien ist ja in Ordnung. Was sind Laien? Der Durchschnittsbürger ohne naturwissenschaftlichem Studium? Oder auch für einen Naturwissenschaftler, der sich einen groben Überblick über die NMR verschaffen will?

--Ademant 23:44, 22. Dez 2004 (CET)

20.12.04 Die Anwendungen von NMR sind nicht ganz überzeugend:

• analytische Chemie: Zum nichtzerstörenden Nachweis von Inhaltsstoffen einer Probe;

Natürlich kann man mit NMR Verunreinigungen feststellen, aber dafür gibt es in der Regel bessere Verfahren, so dass diese Anwendung eine Ausnahme darstellt. Oder ist der Autor dieses Satzes gar mit HPLC-NMR ausgerüstet? *wow*auchhabenwill* Leider kann sich nicht jede Firma einen 500 000 Fr-Detektor für die HPLC leisten.

• Strukturchemie: Zur Bestimmung von Molekülstrukturen (organische Chemie oder Biochemie)

Korrekt, das ist die übliche Anwndung von NMR.

• Physik: Zur Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Atomen (Kern-Kern-Wechselwirkungen)

Soll das auf den Nuclear Overhauser Effekt abzielen oder auf die Spin Gitter-Relaxation oder noch was ganz anderes? Das fällt bei mir aber alles noch unter Strukturaufklärung. Gibt es da noch etwas anderes, das die Physiker interessiert? Klingt interessant. Im Text wird diese Anwendung leider nicht vorgestellt.

• Physik: Zur Untersuchung der magnetischen Feldverteilung in Festkörpern

Das verstehe ich leider auch nicht bzw. habe noch nie davon gehört: versuchen da die Physiker mit Hilfe von NMR die Verteilung von magnetischen Feldern (was sind das für Felder - externe Permanentmagnete oder elektromagnetische Wellen oder ???) in Festkörpern zu untersuchen. Ist das eine makroskopische Methode? Im Text wird diese Anwendung leider nicht vorgestellt.

• Bildgebung: Zur Untersuchung der Dichteverteilung eines Atomes in einem Körper (z. B. in der Medizin, Kernspintomographie)

inhaltlich i.O.

Freundliche Grüsse Minoo

Theorie

Ein guter Teil der Diskussion geht um Theorie, wie mir scheint. Ich denke es ist sinnvoll, einen passenden Abschnitt hier einzurichten, unter dem diese Diskussion passieren kann. Elvenlord Elrond 17:08, 17. Jul 2005 (CEST)

Allgemeines

Ich denke, es sollte zwei Teile geben:

• Für den wissenschaftlichen Laien, dem man vielleicht besser ein sehr einfaches Bild mit einer Kompaßnadel präsentiert (und die präzidiert sicher auch, nur nicht so lange, weil sie ein sehr kleines Drehmoment hat).

• Für Wissenschaftler, die einen ersten groben Überblick haben wollen, aber nicht mit den (falschen) einfachen Erklärungen leben wollen. Vielleicht sollte man diesen Teil auch in einen extra Abschnitt auslagern?

Elvenlord Elrond 17:08, 17. Jul 2005 (CEST)

magnetische Feldverteilung

Durch die NMR kann prinzipiell nur das lokale Magnetfeld gemessen werden, das direkt am Kernort vorherrscht. Zu dem externen Magnetfeld addieren sich verschiedene andere Magnetfelder, wie z.B. das Magnetfeld, daß durch die Elektronenhülle erzeugt wird.

Deswegen hat jedes Isotop eine eigene Larmorfrequenz, auch wenn mehrere Isotope denselben Kernspin haben.

Weiterhin addiert sich ein zusätzliches Magnetfeld, wenn das Atom in einer Bindung ist.

Dadurch wird es möglich, über die Feldverteilung des Magnetfeldes in einem Festkörper deren genau Struktur zu analysieren. Oder bei neuen, unbekannten Stoffen läßt sich durch Analyse der vorliegenden Magnetfelder am Kernort Aussagen über den Bindungstyp und (prinzipiell) Bindungslänge treffen.

--Ademant 23:00, 22. Dez 2004 (CET)

Anwendung

Nichtzerstörender Nachweis

Sicher kann und wird die NMR zum Nachweis von Inhaltstoffen in einer Probe angewendet. Zumindest in der Marburger Chemie ist dies ein Standard-Verfahren. Da Marburg sicher nicht zu den größten Uni's zählt und garantiert nicht das Geld eines Unternehmens besitzt, wird der Stoff-Nachweis mit NMR auch an anderen Orten ein Standard-Verfahren sein. --Ademant 23:06, 22. Dez 2004 (CET)

Natürlich ist er das. Meines Wissens NMR auch an manchen Flughäfen etc. zur Detektion von Sprengstoffen angewendet. --Cornholio 14:48, 25. Apr 2005 (CEST)

Unterschied zur MRT

Gibt es einen Unterschied zur MRT ? (84.144.216.214 am 14.06.2006)

Eindimensionale NMR-Spektroskopie

Dieser Abschnitt weist inhaltliche Fehler auf und sollte neu formuliert werden. Wenn ich etwas mehr Zeit habe, kann ich mich vielleicht darum kümmern.

• "1H-Spektren werden in der Regel nicht Breitband-entkoppelt aufgenommen."

Vielleicht sollte man erklären, was Entkopplung bedeutet.

• "Die Spektren werden so aufgenommen, dass nur Kopplungen über maximal drei Bindungen (dies entspricht dem Sprung von einer CH-Gruppe in die benachbarte) zu sehen sind."

Das ist nicht korrekt. Natürlich sieht man beim normalen 1D-Experiment auch Kopplungen über weniger und mehr als drei Bindungen.

• "Der Abstand der kleineren Peaks entspricht einer Kopplungskonstante..."

Nicht unbedingt. (Bei Spektren höherer Ordnung bzw. bei Vorliegen starker Kopplung sind die Kopplungskonstanten nicht so leicht abzulesen.)

• "Man muss allerdings wissen, dass solche Kopplungen nur über C-H-Bindungen zu sehen sind und Heteroatome, wie Sauerstoff oder Stickstoff diese Kopplung unterbricht."

Das ist falsch. Man kann durchaus Kopplungen über Heteroatome hinweg beobachten. Außerdem sollte man nicht alles auf 13C und 1H beschränken. NMR-Spektroskopie geht auch mit Molekülen, die keines dieser Elemente beinhalten. (Da dürfte man demnach gar keine Kopplungen sehen...)

• "13C, 15N, 31P und 19F werden, aufgrund ihrer geringen natürlichen Vorkommen, Breitband-entkoppelt aufgenommen."

Fluor und Phosphor bestehen jeweils vollständig aus dem NMR-aktiven Isotop und eignen sich hervorragend für NMR-Untersuchungen. Auch wird über die Anwendung einer Breitband-Entkopplung (wahrscheinlich meint der Verfasser eine heteronukleare Entkopplung im 1H-Kanal, die meist zu einem Intensitätsgewinn beim Signal koppelnder unempfindlicher Kerne führt) i.d.R. nicht aufgrund der Häufigkeit eines Isotopes entschieden.

• "In solchen [breitbandentkoppelten] Spektren sieht man ein einzelnes Signal an einer fürs Atom charakteristischen Stelle."

Die Aussage ist Aufgrund ihrer Pauschalität falsch bzw. irreführend.

--Mrtz 19:49, 22. Okt. 2006 (CEST)

supraleitender Magnet ?

Der Magnet ist doch nicht supraleitend (siehe Bildunterschrift) - wird hier nicht die normale deutsche Grammatik etwas arg vom fachchinesisch strapaziert? --Dr.cueppers 10:31, 18. Dez. 2006 (CET)

• Einverstanden, streng genommen hast Du Recht. Aber die semantisch korrekte Formulierung "Ein Magnet, herstellt aus supraleitendem Draht" klingt doch arg geschroben, oder? Vielleicht fällt Dir ja auch eine griffige und verständliche Formulierung ein. Rhaessner 08:52, 12. Feb. 2007 (CET)

Funktionsprinzip

Moin,

im Kapitel Funktionsprinzip wird bei der Besetzung der Spinzustände folgendes geschrieben: "Dabei ist der parallele Kegel 10000 mal stärker besetzt als der antiparallele, man nennt dies die Überschussmagnetisierung." War es nicht so, daß die Energiedifferenz der beiden Zustände sehr klein sind und deshalb nach der Boltzmann-Verteilung ein Besetzungsverhältnis sehr nahe an eins resultiert? Dann ist die Aussage, das der parallele Kegel 10000 mal stärker besetzt ist, definitiv falsch.

Grüße,

Tim Jekewitz

Verbesserung notwendig

Hallo, mich stört an dem Artikel, daß er Kernspinresonanz heißt und eigentlich auf die Spektroskopie eingegangen wird. Dabei ist die Kernspinresonanz das physikalische Prinzip und die Kernspinspektroskopie eine nutzbare Technologie. Aus meiner Sicht gehört das getrennt.

Ich wollte eigentlich der Kernspinspektroskopie noch das Kapitel MOUSE (MObile Universal Surface Explorer) hinzufügen, weil sich auf dem Gebiet nun anscheinend doch etwas tut (und er ja schon seit vielen Jahren in einem speziellen Anwendungskreis eingesetzt wird). Aber hier kann ich ihn beim besten Willen nicht unterbringen und einen Artikel selbst ist er nicht wert.

Macht einer die Umleitung raus (bin zu doof dazu) dann mach ich den Anfang bei Spektroskopie (allerdings mit der unwichtigsten Anwendung -> des MOUSEs).