[スポンサーリンク]

chemglossary

固体NMR

[スポンサーリンク]

固体NMR(Solid State NMR)とは、核磁気共鳴 (NMR) 分光法の一種で固体そのものを測定する方法である。

測定原理と装置

詳細な原理は割愛するが、基本的な原理は溶液のNMRと同じである。マグネットなどの基本的な装置も同じであるが、サンプル管や測定条件などは異なる。

固体NMR。外見は溶液とほぼ変わらないが、分光器が溶液よりも大きいことが特徴である。サンプルは、上部銀色のカバーを空けて出し入れする。

 

  • サンプル管:溶液の場合細いガラス管を使うが、固体NMRでは専用のサンプル管を使う。NMR内部で管の羽に風を当てて高速で回転させるためローターはない。管の太さは1 mmから10 mmまであり、溶液同様にプローブ指定の太さの管を使う。サンプルは、菅のキャップ兼羽を空けてサンプルを密に詰めて測定する。特殊なサンプル管を使うとゲル状のサンプルを測定することができる。

サンプル管(引用:JEOL消耗品カタログ

  • 回転数:溶液では平均化される異方性相互作用が固体では平均化されずスペクトルピークの線幅を広げてしまうのでシャープなピークを得るために固体サンプルは高速かつ傾けて回転させる。例えば溶液の場合、回転数は15 Hzが一般的だが、固体の場合には、10000 Hzほどに高速で54°44’(マジック角)に傾いて回転させる。
  • 核種:測定できる各種は溶液と同じである。しかし、シャープなピークを得るために独特のパルスシーケンスを使って測定することが多い。例えば、DD(Dipolar Decoupling)とCP(Cross Polarization)という方法があり、DDではシグナルの積分比から各成分の比率を算出することが可能だが後述のCP法と比べ感度が低く、長時間の測定が必要である。一方のCPは1H, 19F などの磁化を13C等の低感度核スピンに移動(cross polarization)させ、感度上昇を高める手法で、結晶性が高く1Hまたは19Fが隣接しているサンプル成分の場合は高感度で測定できる。しかし、結晶性が低く1Hが隣接していないサンプルの成分の場合は感度が下がるため、各成分の積分比の定量性は議論できない。ただし、最近の研究では、multiCPという手法(CPを繰り返して行う手法)により定量性を持たせた手法が、Schmidt-Rohrにより報告されている。このような違いがあるため、DDとCPの両方を測定してデータの議論を行うことが多い。

DDとCP法の観測スペクトルイメージ(引用元

応用例

  • 多孔質物質の構造解析:固体NMRでは、溶媒に溶けない多孔質のサンプルも測定できるため、固体の構造解析に役立つ。例えば、新しい構造を持つゼオライトの合成に成功!で取り上げられた論文では、29Si DD/MAS を測定し、計算による予測と比較することで構造を推定している。
  • 炭素膜の評価Diamond Like Carbon (DLC)は、非晶質のカーボン硬質膜の事を指し、非常に硬く耐摩耗性に優れていることから盛んに研究されている。DLCの評価ではsp3とsp2の割合が重要であるが、他の分析方法ではピークの区別が難しい。しかし固体NMRでは、55 ppm と136 ppmと十分に離れてピークが検出されるため、先ほどのDD法では定量することができる。DLCは薄膜のため、製膜したサンプルを粉末に砕いてサンプル管に入れることで測定できる。

DLCが製膜された製品

この他にも、固体に吸着した分子の観測膜タンパク質の解析ゴムの物性評価などにも応用できる。

関連書籍

関連リンク

Zeolinite

投稿者の記事一覧

ただの会社員です。某企業で化学製品の商品開発に携わっています。社内でのデータサイエンスの普及とDX促進が個人的な野望です。

関連記事

  1. トランス効果 Trans Effect
  2. メタンハイドレート Methane Hydrate
  3. 水晶振動子マイクロバランス(QCM)とは~表面分析・生化学研究の…
  4. 分子モーター Molecular Motor
  5. ポットエコノミー Pot Economy
  6. 分子糊 モレキュラーグルー (Molecular Glue)
  7. 抗体-薬物複合体 Antibody-Drug Conjugate…
  8. グリーンケミストリー Green Chemistry

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. アラン・マクダイアミッド氏死去
  2. 化学 2005年7月号
  3. 孫悟飯のお仕事は?
  4. 「タキソールのTwo phase synthesis」ースクリプス研究所Baran研より
  5. 第5回慶應有機化学若手シンポジウム
  6. HTEで一挙に検討!ペプチドを基盤とした不斉触媒開発
  7. 世界の最新科学ニュース雑誌を日本語で読めるーNature ダイジェストまとめ
  8. ニトリルオキシドの1,3-双極子付加環化 1,3-Dipolar Cycloaddition of Nitrile Oxide
  9. 書物から学ぶ有機化学 2
  10. 高校生・学部生必見?!大学学術ランキング!!

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年1月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

マイクロ波プロセスを知る・話す・考える ー新たな展望と可能性を探るパネルディスカッションー

<内容>参加いただくみなさまとご一緒にマイクロ波プロセスの新たな展望と可能性について探る、パ…

SFTSのはなし ~マダニとその最新情報 後編~

注意1:この記事は人によってはやや苦手と思われる画像を載せております ご注意ください注意2:厚生…

様々な化学分野におけるAIの活用

ENEOS株式会社と株式会社Preferred Networks(PFN)は、2023年1月に石油精…

第8回 学生のためのセミナー(企業の若手研究者との交流会)

有機合成化学協会が学生会員の皆さんに贈る,交流の場有機化学を武器に活躍する,本当の若手研究者を知ろう…

UBEの新TVCM『ストーリーを変える、ケミストリー』篇、放映開始

UBE株式会社は、2023年9月1日より、新TVCM『ストーリーを変える、ケミストリー』篇を関東エリ…

有機合成化学協会誌2023年9月号:大村天然物・ストロファステロール・免疫調節性分子・ニッケル触媒・カチオン性芳香族化合物

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2023年9月号がオンライン公開されています。…

ペプチドの精密な「立体ジッパー」構造の人工合成に成功

第563回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院 工学系研究科応用化学専攻 藤田研究室の恒川 英…

SNS予想で盛り上がれ!2023年ノーベル化学賞は誰の手に?

さてことしもいよいよ、ノーベル賞シーズンが到来します!化学賞は日本時間 10月4日(水) 18時45…

ケムステ版・ノーベル化学賞候補者リスト【2023年版】

各媒体からかき集めた情報を元に、「未来にノーベル化学賞の受賞確率がある、存命化学者」をリストアップし…

DMFを選択的に検出するセンサー:アミド分子と二次元半導体の特異な相互作用による検出原理を発見

第562回のスポットライトリサーチは、大阪府立大学(現:大阪公立大学)大学院 工学研究科 電子・数物…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP