Чувствительность спектрометра ЭПР накопления сигнала

В предыдущих параграфах анализировалась чувствительность, достигаемая включением перед регистрирующим прибором фильтра с большой постоянной времени. Такой фильтр эффективно подавляет высокочастотные шумы, но совершенно не подавляет низкочастотные шумы. Схемы накопления сигнала эффективно подавляют как высоко-, так и низкочастотные шумы и существенно улучшают отношение сигнал/шум. Техника накопления сигналов (или длительного усреднения шумов) рассматривается в настоящем параграфе. В конце его затронут вопрос о методах улучшения разрешающей способности ЭПР-спектрометров. [c.531]

С помощью ЭОП можно добиться увеличения чувствительности по сравнению с фотографической пластинкой в сотни и даже тысячи раз. Изображение спектра с экрана можно сфотографировать обычным фотоаппаратом, а можно, что гораздо удобнее, передать на телевизионный экран. Преимущество последнего способа состоит в возможности накопления сигнала. Имеются КР спектрометры, позволяющие записывать спектры со скоростью до 2000 см 7с. [c.357]

В то же время надо иметь в виду и некоторые особенности ЯМР-спектроскопии, несколько ограничивающие ее применение. Наиболее серьезным ограничением является малая сравнительно, например, с ИК- или масс-спектроскопией чувствительность. Минимально необходимое для съемки спектра ЯМР количество вещества зависит от числа и ширины линий в спектре и от типа спектрометра (обычно для ПМР нужно не менее 10 мг вещества). Требуется также достаточно высокая концентрация раствора, как правило, не меньше 0,01 моль/л. Существует ряд способов повышения чувствительности — применение специальных датчиков, накопление спектров и др. В тех случаях, когда лимитирующим является ограниченное количество исследуемого вещества, используют датчики с образцом малого объема в шарообразной или капиллярной ампуле. Для съемки спектров растворов, в которых из-за малой растворимости вещества или низкого содержания изотопа концентрация резонирующих ядер мала, сконструированы датчики для ампул большого объема диаметром до 30 мм, вместо обычных 5— 10 мм. При накоплении спектр сканируется многократно и суммируется в памяти ЭВМ. Так как интенсивность сигнала пропорциональна числу сканирований N, а средняя интенсивность шума пропорциональна yN, отношение сигнал/шум возрастает в УЛ раз. Кардинальное повышение чувствительности (в десятки и сотни раз) достигается с помощью Фурье-спектроскопии [4]. [c.107]

JTpH обычных способах записи спектров ЯМР (на стационарных спектрометрах с полевой или частотной разверткой) использование ЭВМ для накопления спектров и улучшения чувствительности прибора мало эффективно из-за большой длительности снятия спектра. Действительно, одна развертка спектра в среднем занимает одну минуту. Это значит, что для улучшения отношения сигнал/шум в 10 раз нужно было бы совершить 100 разверток спектра, т. е. затратить 100 минут, причем за все это время магнитное поле спектрометра не должно сместиться на расстояние более половины ширины сигнала ЯМР, иначе процесс накопления спектров теряет всякий смысл. Выполнить это условие очень трудно и не всегда возможно. Поэтому накопители сигналов ЯМР имели ограниченное применение до тех пор, пока не появился путь радикального ускорения снятия отдельных neKTpogJ (см. Импульсные спектрометры и принципы Фурье-спектроскопии ), [c.47]

Из обсуждения этого вопроса следует, что разумно уменьшить число прохождений для каждого инкремента ij до абсолютного минимума. Есть два обстоятельства, когда это становится невозможным. На некоторых спектрометрах попытки использовать процедуру Y LOPS при циклировании фазы могут вызывать появление дополнительных артефактов на это следует обрапггь внимание инженера по обслуживанию приборов. Важно, что реальная чувствительность эксперимента может оказаться слинпсом низкой и потребуется дополнительное накопление. На первый взгляд может показаться, что для сильных сигналов будет достаточно ограничиться только четырьмя прохождениями на инкремент, но в действительности это не так. Мы ие должны забывать, что все сигналы ССИ по имеют вклады в окончательный преобразованный спектр. Первый нз описанных выше экспериментов содержит в общей сложности 2600 прохождений. Это не совсем эквивалентно регистрации одномерного спектра с таким же числом прохождений нз-за того, что, как упоминалось выше, для более поздних шагов по ty сигнал будет меньше, а также из-за того, что весь сигнал распределен в двумерном спектре по большему числу пнков, но тем пе менее чувствительность довольно высока. Для протонного эксперимента на современном спектрометре с большой рабочей частотой обычно достаточно нескольких миллиграммов вещества средней молекулярной массы для того, чтобы пользоваться минимальным числом прохождений. Если вы будете улучшать разрешение или попытаетесь регистрировать малые коистанты, то чувствительность быстро упадет, поскольку нужно будет накопить много спектров, да еще к тому же для больших значений ty. Это пример [c.303]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология