спектрометры фурье-преобразование спектра

Рис. 9.2-12. КР-спектр антрацена, а — на обычном спектрометре с монохроматором, возбуждение при 514,5 нм (спектр флуоресценции перекрывается с КР-спектром) б —на КР-спектрометре с фурье-преобразованием, возбуждение при 1,06 мкм.

Левая часть этого уравнения содержит выражение для лоренцовой линии (уравнение 34), правая — зависимость, описывающую интерферограмму. Здесь V означает частоту ВЧ-генератора, Го — частоту прецессии магнитных ядер, Т2 — время спин-спиновой релаксации, t — время от момента окончания ВЧ-импульса. Фактически Фурье-преобразование сигнала ССИ производится встроенной в спектрометр мини-ЭВМ с выдачей результата на график с помощью обычного самописца. Напомним, что лоренцова линия есть выражение для сигнала поглощения, которое получается из решения уравнений Блоха. Таким образом, зарегистрировав сигнал ССИ и произведя Фурье-преобразование этой кривой, можно получить спектр поглощения ЯМР. Более подробные сведения о Фурье-спектрометрах ЯМР приведены в параграфе 2.5. [c.37]

Правда, для того чтобы накопленный фурье-преобразованный спектр снова привести к обычному виду, необходим компьютер. Очень удобно нрименять многоцелевой компьютер, который одновременно можно было бы использовать для управления ЯМР-спектрометром и другими приборами, а также для анализа и расчета ЯМР-спектров. [c.165]

Так называемые широкие линии в спектрах ЯМР могут иметь ширину до 1Q5 Гц. Возможностью регистрировать ЯМР спектры практически с любой шириной линий обладают современные импульсные спектрометры с фурье-преобразованием сигнала ССИ. Для записи линий с шириной порядка 10 Гц используют иногда и стационарные спектрометры с регистрацией первой производной сигнала, например, при изучении спектров ЯМР твердых тел. Практически всегда запись первой производной кривой поглощения практикуется в спектроскопии ЭПР (см. гл. П1). [c.17]

Миникомпьютеры, как таковые, характеризуются двумя важнейшими параметрами, которые определяют их информационную емкость число ячеек памяти (ж-ось) и длина слова (у-ось). Число ячеек памяти выражается в единицах К, где К = 2 ° = 1024. Обычно компьютер с объемом памяти 12 К считается тем минимумом, который может обеспечить работу ЯМР-ФП-спектрометра. 4 К ячеек предназначены для хранения программы, включая операцию фурье-преобразования, 8 К ячеек остаются для хранения и обработки текущей информации. Поскольку фурье-преобразование дает реальную и мнимую части в частотной области, их следует разделить для окончательного спектра можно использовать 4 К точек, которые соответствуют реальной части. [c.335]

В спектрометре инфракрасное излучение расщепляется на два луча, один из которых проходит через исследуемый образец, а другой является стандартом для сравнения. Затем с помощью электронных устройств сравниваются интенсивности двух лучей и на ленте самописца регистрируется зависимость относительной интенсивности света, прошедшего через исследуемый образец, от длины волны (волнового числа). Таким образом, время, затрачиваемое на регистрацию спектра, определяется той скоростью, с которой перо самописца вычерчивает кривую в рабочем диапазоне длин волн. Это ограничение можно преодолеть, воспользовавшись спектрометрами с фурье-преобразованием, которые позволяют автоматически сканировать спектр с очень высокой скоростью. Данные, полученные в результате многократного сканирования спектра, накапливаются в памяти компьютера при необходимости из спектра вещества можно вычесть спектр фона, а сам спектр воспроизвести в виде обычного графика. [c.38]

Спектрометры с фурье-преобразованием довольно дорога, однако их высокая стоимость окупается чрезвычайно большой скоростью регистрации спектров и резким снижением количества вещества, необходимого для анализа. В силу присущих [c.38]

В научной литературе описано несколько систем, объединяющих жидкостный хроматограф с ИК-спектрометром, использующим преобразования Фурье [56]. Такая система позволяет, например, одновременно записывать пять хроматограмм на пяти выбранных оператором полосах ИК-спектра. Система позволяет анализировать органические вещества иа уровне 1 мкг и служит для идентификации компонентов пробы, причем не полностью разделенные хроматографические пики могут быть разрешены с помощью вычислительной техники. [c.271]

В многоканальных приборах (см. табл. 11.2) спектр /(Я) можно получить фурье-преобразованием регистрируемой интерферограммы. Преимущества фурье-спектрометров перед классическими дисперсионными щелевыми заключается в большей светосиле и возможности одновременного измерения всех компонент спектра. Фурье-спектрометры наиболее эффективны для исследования протяженных спектров слабых поглощений в ИК-области, в ИК оптико-акустической спектроскопии, а также для решения задач сверхвысокого разрешения (ЯМР-спектроскопия). [c.222]

Важной областью применения компьютеров является фурье-спектроскопия, в которой распространены два следующих подхода а) математическая обработка данных, полученных на обычных приборах, основанная на фурье-преобразовании (см., например, [65]), и б) применение специальных фурье-спектро-метров (см., например, [66]). Фурье-спектрометры обладают [c.115]

Ослабление суммарного отражения для чистой воды и ряда соединений в водных растворах описано Катлафским и Келлером [133]. Мелоун и Флоурной [164] исследовали водно-спиртовые смеси. В работе Лоу и Янга [156] приведены данные о влиянии некоторых натриевых солей на полосу поглощения воды около 3500 см" , полученные ими при анализе спектров отражения, зарегистрированных на Фурье-спектрометре. Использование этого спектрометра позволило измерять спектры поглощения систем с более низким содержанием воды, чем возможно в случае приборов обычного типа. Наличие приборов, допускающих Фурье-преобразование спектров, сильно расширяет возможности ИК-спектроскопии, поскольку для этих приборов характерна очень большая ширина спектрального интервала, высокий коэффициент чувствительности и высокая степень разрешения, что играет важную роль при анализе разнообразных неорганических и органи- [c.391]

Магнитный резонанс на ядрах стал широко распространенным методом исследования лишь в последнее время благодаря разработке высокочувствительных спектрометров (главным образом из-за возможности получения более сильных полей) в сочетании с методикой усреднения спектров на ЭВМ, фурье-преобразования спектров и полного подавления взаимодействия всех протонов (приводящего к усилению сигнала в результате слияния всех мультиплетов в синглеты и в результате ядерного эффекта Оверхаузера). Эти методы описаны в разд. VIII.K. [c.306]

Можно выделить три этапа в становлении и развитии спектроскопии ЯМР Первым этапом можно считать период от первых публикаций до появления первых промышленных спектрометров с Фурье-преобразованием (1957—1968 годы). Вторым этапом можно считать время, когда исследователи измерили спектры практически всех важных классов органических молекул (1969—1972 годы). С 1973 года, когда спектроскопия ЯМР нашла признание и в некоторых малоосвоенных методом ЯМР областях (таких, как биохимия и природные соединения, при исследовании ионов, радикалов и промежуточных комплексов, а также при изучении полимеров, ме-таллорганических, фосфорорганических и других соединений), начался третий этап ее развития, характеризующийся крупными достижениями. [c.137]

Фурье-спектрометр представляет собой интерферометр со встроенной ЭВМ, обеспечивающей процесс регистрации интер-ферограммы как суперпозиции кривых поглощения (или отражения), соответствующих каждой из присутствующих в спектре источника частот, с последующим фурье-преобразованием интер-ферограммы в обычный ИК-спектр. [c.207]

Спектроскопия ЯМР высокого разрешения как наиболее информативный и мощный метод структурных и дагаамических исследований столь глубоко пронизывает все химические дисциплины, что без овладения ее основами нельзя рассчитывать на успех в работе в любой области химии. Поразительная особенность этого метода необычайно быстрое его развитие на протяжении всех последних 45 лет с момента открытия ЯМР в 1945 г. События последних 10 лет завершились полным обновлением методического арсенала и аппаратуры ЯМР. Основу приборного парка сейчас составляют спектрометры, оснащенные мощными сверхпроводящими соленоидальными магнитами, позволяющими создавать постоянные и очень однородные поля напряженностью до 14,1 Т. Каждый из таких приборов представляет собой сложный измерительно-вычислительный комплекс, содержащий помимо магнита и радиоэлектронных блоков одрш или дна компьютера, обладающие высоким быстродействием, большими объемами оперативной памяти и дисками огромной емкости. Импульсные методики возбуждения и регистрации сигналов с последующим быстрым фурье-преобразованием окончательно вытеснили режим непрерывной развертки, доминировавший в ЯМР до конца 70-х годов. Как правило, получаемая спектральная информащ1я перед ее отображением в виде стандартного спектра подвергается сложной математической обработке. На несколько порядков возросла чувствительность приборов. Методы двумерной спектроскопии и другие методики, реализующие сложные импульсные последовательности при возбуждении систем магнитных ядер, кардинально изменили весь методический арсенал исследователей и открыли перед ЯМР новые области применений. Эти новые и новейшие достижения уже нашли свое отражение в нескольких монографиях, появившихся за рубежом и в переводах на русский язык. Но они рассчитаны иа специалистов с хорошей физико-математической подготовкой. Между тем подавляющее большинство химиков-экспериментаторов ие обладают такой подготовкой. Более того, для практического приложения современного ЯМР вполне достаточно ясного понимания лишь основных физических пришдапов поведения ансамблей магнитных ядер при воздействии радиочастотных полей. Это понимание обеспечивает химику правильный выбор метода [c.5]

Современный импульсный эксперимент ЯМР выполняется исключительно в режиме с фурье-преобразованием. Вопрос о том, почему это так, детально рассматривается в этой книге, но сам факт столь широкого использования метода Фурье заставляет лишний раз задуматься о природе экспериментов ЯМР. Несомненна польза от реализации этого метода. Особенно эффективные результаты могут быть получены при использованин преобразования в пространстве более чем одной переменной. Важно при этом понимать и те ограничения, которые характерны для цифровой обработки сигналов. Оцифровка сигналов и их преобразование с помощью компьютера часто ограничивают точность измерений частоты и интенсивности, а в отдельных случаях могут даже делать невозможной одновременную регистрацию сигналов. В целом это нетрудно понять, но вопрос носит несколько абстрактный характер для тех, кто только начинает знакомство с методом фурье-спектро-скопии ЯМР. Даже если вы не собираетесь сами садиться за спектрометр, то вам целесообразно хотя бы бегло ознакомиться с тем, как связаны между собой следующие параметры время регистрации и разрешение или интервал между импульсами, время релаксации и интенсивность сигнала. При использовании современного метода ЯМР много ошибок происходит из-за непонимания возникающих при этом ограничений. [c.8]

Введшие. Описанная в предыдущем разделе аподизация-это только один пример из целого ряда эф ктов, которые можно получить при обработке ССИ перед преобразованием. По существу, подбирая форму огибающей затухания ССИ, мы можем управлять отношением сигнал/ шум и разрешением в преобразованном спектре. Используемые для этого средства применяются не только в фурье-спектроскопни ЯМР, но доступность данных в форме временного представления в этом случае делает требуемые вычисления довольно простыми. (Отметим также, что спектрометры с непрерывной разверткой обычно не имеют встроенных компьютеров.) Использование взвешивающих функций-существенная часть процесса анализа спектров. Их применение имеет целью либо оптимизацию чувствительности или разрешения, либо просто аподиза-цию данных. Предел возможностей спектрометра реализуется тогда, когда найдена и испробована оптимальная для данной задачи взвешивающая функция. Из большого набора функций, которые были предложены для этих целей, мы рассмотрим две одну, предназначенную для увеличения чувствительности, и другую-для улучшения разрешения. [c.46]

Б настоящее время производятся спектрометры с фурье-преобразованием, укомплектовагшые базами данных спектров. Это свидетельствует о важности использования ИК- и КР-спектров для получения полной структурной информации о многоатомных системах (рис. 9.2-1). [c.165]

Для практического использования преимуществ фурье-преобразования необходимы очень прецизионные механизмы передвижения, точный позиционер движущегося зеркала на основе He-Ne-лaзepa (в нанометровом диапазоне, почему ) и быстродействующая система обработки цифровых данных. Улучшения отношения сигнал /шум можно также достичь, объединяя несколько тысяч интерферограмм перед проведением фурье-преобразования. Современные ИК-спектрометры с фурье-преобразованием (ИКФП-спектрометры), оборудованные КРТ-детекторами (детекторами на основе теллуридов кадмия-ртути) для среднего ИК-диапазона могут обработать до 80 интерферограмм в секунду, провести фурье-преобразование для 4000 точек данных менее чем за секунду и представить обычный ИК-спектр с обычным разрешением до 1см . Однако при больших временах измерения можно получить гораздо лучшее разрешение. [c.176]

Главное преимущество КРФП-спектрометров заключается в возможности использования К(1 АС-лазеров для возбуждения КР-линий без возбуждения флуоресценции (почему ). Поскольку рамановский эффект при длине волны 1,06мкм очень слабый (почему ), в этом случае только мультиплексные системы позволяют получить спектры с хорошим отношением сигнал/шум. На рис. 9.2-12 приведено сравнение спектров флуоресцирующего образца, полученных на обычном спектрометре и спектрометре с фурье-преобразованием. [c.179]

Рамановская спектроскопия все более интенсивно применяется для анализа биологических систем благодаря возможности изучения малых объемов и водных растворов. Конформационные изменения белков, нуклеиновых кислот и пептидов в липидах и мембранах можно легко отследить in situ (т. е. в естественном состоянии), поскольку вода почти неактивна в КР-спектре. Многие биологические образцы флуоресцируют, поэтому для получения КР-спектров следует применять КР-спектрометры с фурье-преобразованием (почему ). [c.197]

Двумерный обменный ЯМР-спектр был получен на спектрометре XL-100/15-620/L-100 Varian. Для того, чтобы осуществить MUSEX последовательность, в лаборатории Ростовского НИИФОХ было разработано программное обеспечение для 620/L-100 миникомпьютера. Программа разработана для проведения 2М обменных экспериментов с мультиплетно-селективными импульсными последовательностями и двумерным Фурье-преобразованием. Были получены двумерные спектры для 128 значений /, в диапазоне от 0,002 до 0,256 с шагом 0,002 и с = 0,1 с. При этом использовалась трехимпульсная последовательность [c.109]

Чувствительность метода определяется типом хроматографического детектора. Широко применяется пламенно-ионизационный детектор, однако при массе образца более 1 мг следует использовать катарометр, а при идентификации полимеров с гетероатомами - селективные детекторы. Одним из самых информативньгх детекторов является масс-спектрометр, который позволяет проводить идентификацию разделяемых на колонке продуктов по их масс-спектрам [35]. Д/гя идентификации продуктов пиролиза успешно используют ИК -спегстрометры с Фурье-преобразованием. [c.71]

Для достижения наибольшей точности и чувствительности применяют новое поколение техники ИК-спектрометры с преобразованием Фурье, снабженные приставками, позволяющими получать спектры отражения, проводить пиролиз эластомеров и т,д. При проведении преобразования Фурье оказалось возможным коренным образом изменить конструкцию спектрометра, резко повысить чувствительность и информативность метода. Фурье-ИК-спектроскопия (FTIR) выросла в один из ведущих аналитических методов идентификации химических соединений и определения их концентрации. Области применения этого метода весьма разнообразны - от контроля качества промышленной продукции до практической криминалистики. Благодаря высокой селективности метода становится возможным выполнение количественных измерений компонентов смеси с минимальной подготовкой пробы или вообще без нее, а также в отсутствие деструкции. [c.219]

Поэтому необходимо проведение подробного анализа продуктов с использованием одного или нескольких аналитических методов в качестве примера можно привести сочетание типовых приборов FTS 60 ( Fa, Bio Rad ) и TGA 1000 ( Fa. Polymer Laboratories ). В этом комплексном методе нет необходимости в приготовлении пробы образца во время нагревания образца через дериватограф проходит поток газа-носителя, уносящий продукты разложения полимера в камеру ИК-спектрометра. При анализе высвобождающихся при ТГА газообразных продуктов в ИК-спектрометре с Фурье-преобразованием можно сказать, какие вещества вьщеляются и при какой температуре. Поскольку газ-носитель и газообразные продукты разложения полимера имеют температуру порядка 200 С, конденсация паров затруднена. Наряду с кривой ТГА записывают [12] полный ИК-спектр всего выделившегося газа в области 4000-500 см и спектры функциональных [c.396]

В течение последних двух десятилетий были достигнуты большие успехи в развитии инструментальных методов анализа органических соединений. Так, применение инфракрасной спектроскопии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса с фурье-преобразованием позволило резко ускорить регистрацию спектров и уменьпгать необходимое для этого количество вещества. Благодаря использованию мощных магнитов и методик двумерной спектроскопии удалось значительно улучшить разрешение сложных спектров ЯМР. Новые спектрометры ЯМР оснащаются системами автоматической обработки данных, с помощью которых можно храфически идентифицировать родственные спин-спиновые системы и обнаруживать пространственно сближенные ядра. [c.8]

В настоящее время разработаны такие приборы, на которых можно очень быстро регастрировать и спектры ЯМР 43 (при естественной концентрации >зС), даже если масса образца составляет всего лишь 20 мг. Наиболее очевидные пути повышения интенсивности сигнала заключаются в использовании более сильных магнитных полей (поскольку ос Вд) и методик многократного сканирования, которые благодаря накоплению и усреднению спектров позволяют снизить уровень фона. Усиление сигнала пропорционально квадратному корню из числа сканирований спектра так, 64-кратное сканирование обеспечивает 8-кратное усиление, но для усиления сигаала еще в 8 раз потребуется уже 4032 (т.е. всего 4096) сканирования. Спектроскопия ЯМР менее чувствительных ядер начала развиваться по сути дела только после разработки принципиально новых приборов - импульсных спектрометров ЯМР с фурье-преобразованием. [c.125]

Рассматриваемые методы, конечно, имеют ограничения. Так, например, масс-спектр зависит от степени летучести и термической устойчивости веществ. Тем не менее масс-спектры были получены для многих соединений с большим молекулярным весом — стероидов, терпеноидов, пептидов, полисахаридов и алкалоидов — при введении образца вблизи ионизационного пучка. Спектрометрия ядерного магнитного резонанса лимитируется растворимостью. Однако доступность многих дейтерированных растворителей и совершенствование микроЗлТ-пул, накопители сигналов и фурье-преобразование (гл. 4) позволяют получать адекватные спектры ЯМР и в разбавленных растворах. [c.14]

Выбор спектрометра. Съемку спектра предполагается провести- на спектрометре Varian FT-20, Резонансная частота для ядер С составляет на этом спектрометре 20 МГц. Спектрометр работает в импульсном Фурье-режнме. Стабилизация спектрометра проводится по сигналу Ю дейтерохлороформа. Чувствительность спектрометра по стандартной методике (90%-ный этилбензол) составляет 50 1. Разрешение ие хуже 10 (т. е. 0,2 Гц для ядер С). Миникомпьютер к FT-20 встроен, он имеет память 8 К, что соответствует 4096 точкам для преобразованного спектра. Измерения проводятся в ампулах с внешним диаметром 10 мм. [c.160]

Было осуществлено также соединение капиллярной ГХ с масс спектрометром высокого разрешения ионного циклотрон ного резонанса с Фурье преобразованием [113] Струйный интер фейс обеспечивал давление в ионном источнике 6 10 Па при этом достигалось разрешение порядка 20 000 (на полувысоте пи ка) в области т/г 156 Хотя экспериментально невозможно получить полный масс спектр высокого разрешения из за слишком большого объема и скорости передачи информации в этих условиях (в соответствии с теоремой Хайквиста, устанавливающей необходимую скорость передачи данных), этот метод может использоваться в режиме селективного ионного детектирования, с переключением регистрируемых ионов в диапазоне более 80 а е м за время 300 мс при разрешении 20 000 Этого доста точно для воспроизведения профиля пиков при использовании капиллярных колонок [c.64]

Функциональные свойства полимерных пленок из этиленового сополимера зависят от числа и типа коротких ветвлений. Тест ASTM D5017 [48] позволяет измерить их для этиленового сополимера с пропиленом, 1-бутеном, 1-октеном и 4-метил-1-пентеном. С этой целью полимерный образец (около 1,2 г) рассеивается в растворителе (1,5 мл) и дейтерированном растворителе (1,3 мл), помещается в 10 мм трубку спектрометра ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и анализируется при высоких температурах методом ЯМР-спектроскопии, как правило, в импульсном режиме с Фурье-преобразованием в поле с магнитной индукцией не менее 2,35 Тл. Спектры записываются при таких условиях, когда отклики каждого химически различного углерода идентичны. Интегрированные отклики углеродов, входящих в различные сомономеры, используются для расчета сополимерного состава. Результат представляется как мольный процент алкенов и/или ветвей на 1000 атомов углерода. [c.324]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология