Numerické optimalizácie experimentov NMR pevnej fázy

Abstract

Numerical optimizations of solid-state nuclear magnetic resonance experiments are one of the possible solutions to its low sensitivity. Using the Average Hamiltonian Theory, the negative effects of the radiofrequency field inhomogeneity on magnetization transfer were investigated. To overcome these effects, the Average Hamiltonian Theory was employed in the optimization of commonly used techniques such as Ramp-CP and Adiabatic-CP, optimization of pulses with arbitrarily modulated amplitude and new periodic pulses with arbitrarily modulated amplitudes and phases. Both types of shaped pulses achieved significantly higher efficiencies than Ramp- CP and Adiabatic-CP. The highest efficiency enhancement was calculated at high spinning frequencies and low dipolar coupling constants where the effect of the inhomogeneity is the strongest.

Numerické optimalizácie experimentov nukleárnej magnetickej rezonancie pevnej fázy sú jedným z možných riešení nízkej citlivosti tejto metódy. Využitím teórie priemerného Hamiltoniánu boli preskúmané negatívne vplyvy nehomogenity rádiofrekvenčných polí na prenos magnetizácie medzi jadrami. Následne, za účelom ich prekonania, bola táto teória využitá na optimalizáciu bežne používaných techník Ramp-CP a Adiabatic-CP, pulzov s ľubovoľne modulovanou amplitúdou, aj úplne nových, periodických pulzov s ľubovoľnou amplitúdou a fázou. Obidva typy tvarovaných pulzov dosahujú výrazne vyššie teoretické účinnosti, než zaužívané techniky. K najvýznamnejšiemu nárastu účinnosti došlo pri vysokých rýchlostiach rotácie vzorky a nízkych dipól-dipólových interakčných konštantách, kedy je vplyv nehomogenity rádiofrekvenčných polí najvýraznejší.