Nuclear magnetic resonance crystallography
নিউক্লিয়ার ম্যাগনেটিক রেজোনেন্স ক্রিস্টালোগ্রাফি (এন. এম. আর. ক্রিস্টালোগ্রাফি) এমন একটি পদ্ধতি যা পারমাণবিক স্কেলে কঠিন পদার্থের কাঠামো নির্ধারণ করতে প্রাথমিকভাবে এন. এম. আর. স্পেকট্রোস্কোপি ব্যবহার করে। সুতরাং, সলিড-স্টেট এন. এম. আর স্পেকট্রোস্কোপি প্রাথমিকভাবে ব্যবহার করা হবে, সম্ভবত কোয়ান্টাম রসায়ন গণনা দ্বারা পরিপূরক (যেমন। ঘনত্ব কার্যকরী তত্ত্ব), পাউডার বিচ্ছুরণ ইত্যাদি। যদি উপযুক্ত স্ফটিক চাষ করা যায়, তবে জৈব যৌগগুলির ক্ষেত্রে আণবিক কাঠামো এবং আণবিক প্যাকিং সমন্বিত স্ফটিক কাঠামো নির্ধারণের জন্য যে কোনও স্ফটিকবিদ্যা পদ্ধতি সাধারণত পছন্দ করা হবে। এন. এম. আর ক্রিস্টালোগ্রাফিতে প্রধান আগ্রহ হল মাইক্রোক্রিস্টালাইন উপকরণগুলিতে যা এই পদ্ধতির জন্য উপযুক্ত তবে এক্স-রে, নিউট্রন এবং ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণের জন্য নয়। এর প্রধান কারণ হল তুলনামূলকভাবে স্বল্প পরিসরের মিথস্ক্রিয়া এন. এম. আর স্ফটিকবিদ্যায় পরিমাপ করা হয়। পরিচিতি যখন জৈব অণুতে প্রয়োগ করা হয়, তখন এন. এম. আর ক্রিস্টালোগ্রাফির লক্ষ্য হল শুধুমাত্র একটি অণুর কাঠামোগত তথ্যই নয়, আণবিক প্যাকিং-এর উপরও তথ্য অন্তর্ভুক্ত করা (অর্থাৎ। স্ফটিক কাঠামো)। এক্স-রে-র বিপরীতে, কঠিন-অবস্থা এন. এম. আর-এর জন্য একক স্ফটিকের প্রয়োজন হয় না এবং বিশৃঙ্খল কঠিন পদার্থের উচ্চ-রেজোলিউশন বর্ণালী থেকে কাঠামোগত তথ্য পাওয়া যায়। ই. জি। পলিমরফিজম এন. এম. আর স্ফটিকবিদ্যার জন্য আগ্রহের একটি ক্ষেত্র কারণ এটি জৈব যৌগগুলিতে মাঝে মাঝে (এবং প্রায়শই পূর্বে অনাবিষ্কৃত হতে পারে) সম্মুখীন হয়। এই ক্ষেত্রে আণবিক কাঠামো এবং/অথবা আণবিক প্যাকিংয়ের পরিবর্তন পলিমরফিজমের দিকে নিয়ে যেতে পারে এবং এটি এন. এম. আর ক্রিস্টালোগ্রাফি দ্বারা তদন্ত করা যেতে পারে। ডাইপোলার কাপলিং-ভিত্তিক পদ্ধতি স্পিন মিথস্ক্রিয়া যা সাধারণত সলিড স্টেট এন. এম. আর স্পেকট্রোস্কোপির মাধ্যমে কাঠামোগত বিশ্লেষণের জন্য নিযুক্ত করা হয় তা হল চৌম্বকীয় ডাইপোলার মিথস্ক্রিয়া। রাসায়নিক স্থানান্তর বা বৈদ্যুতিক চতুর্ভুজ মিথস্ক্রিয়ার মতো অধ্যয়ন ব্যবস্থার মধ্যে অন্যান্য মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কে অতিরিক্ত জ্ঞানও সহায়ক হতে পারে এবং কিছু ক্ষেত্রে শুধুমাত্র রাসায়নিক স্থানান্তরকে যেমন ব্যবহার করা হয়েছে। জিওলাইটের জন্য। "ডাইপোল কাপলিং"-ভিত্তিক পদ্ধতিটি কিছু পরিমাণে প্রোটিন এন. এম. আর. স্পেকট্রোস্কোপির সমান্তরাল। একাধিক অবশিষ্ট ডাইপোলার কাপলিং দ্রবণে প্রোটিনের জন্য পরিমাপ করা হয় এবং এই কাপলিংগুলি প্রোটিন কাঠামো গণনায় সীমাবদ্ধতা হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এন. এম. আর স্ফটিকবিদ্যায় জৈব অণুর ক্ষেত্রে পর্যবেক্ষিত ঘূর্ণনগুলি প্রায়শই মাঝারি ফ্রিকোয়েন্সি (,,, ইত্যাদি)-এর ঘূর্ণন-1/2 নিউক্লিয়াস হতে পারে। আই. ই. এর বৃহৎ চৌম্বকীয় অনুপাত এবং উচ্চ ঘূর্ণন ঘনত্বের কারণে এটি বাদ দেওয়া হয়েছে যা শক্তিশালী সম-পারমাণবিক দ্বিমেরু সংযোগের একটি নেটওয়ার্কের দিকে পরিচালিত করে। 1এইচ-এর ক্ষেত্রে দুটি সমাধান রয়েছেঃ স্পিন ডিফিউশন পরীক্ষা (নীচে দেখুন) এবং স্পিন সহ নির্দিষ্ট লেবেলিং (স্পিন = 1)। পরেরটিও জনপ্রিয় যেমন। দ্রবণ এবং কঠিন অবস্থায় হাইড্রোজেন বন্ধনের এন. এম. আর স্পেকট্রোস্কোপিক তদন্তে। আন্তঃআণবিক এবং আন্তঃআণবিক কাঠামোগত উপাদান উভয়ই তদন্ত করা যেতে পারে। ডিউটেরিয়াম রেডোরের মাধ্যমে (ডিউটেরন এবং অন্যান্য স্পিনগুলির মধ্যে দ্বিমেরু সংযোগগুলি পরিমাপ করার জন্য একটি প্রতিষ্ঠিত কঠিন অবস্থা এন. এম. আর পালস ক্রম)। এটি একটি এন. এম. আর ক্রিস্টালোগ্রাফিক কাঠামোগত তদন্তের জন্য একটি অতিরিক্ত বাধা প্রদান করতে পারে যাতে এটি খুঁজে বের করতে এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন। দ্বিমেরু মিথস্ক্রিয়া উপরে উল্লিখিত দ্বিমেরু মিথস্ক্রিয়া সরাসরি পরিমাপ করা যেতে পারে, যেমন। অনেক জৈব যৌগে 13C/15N-এর মতো হেটেরোন্যুক্লিয়ার ঘূর্ণনের জোড়া। উপরন্তু, দ্বিমেরু মিথস্ক্রিয়ার শক্তি অনুদৈর্ঘ্য শিথিলকরণ সময় বা ঘূর্ণন বিস্তার হারের মতো পরামিতিগুলিকে সংশোধন করে যা কাঠামোগত তথ্য পাওয়ার জন্য পরীক্ষা করা যেতে পারে। ই. জি। 1H ঘূর্ণন বিস্তার পরিমাপ করা হয়েছে যা সমৃদ্ধ কাঠামোগত তথ্য প্রদান করে। রাসায়নিক স্থানান্তর মিথস্ক্রিয়া আণবিক কাঠামোর (দ্বিমেরু রাসায়নিক স্থানান্তর স্পেকট্রোস্কোপি) সাপেক্ষে দ্বিমেরু মিথস্ক্রিয়া কাঠামোর (প্রধান অক্ষ ব্যবস্থা) অভিযোজন নির্ধারণ করতে দ্বিমেরু মিথস্ক্রিয়ার সাথে রাসায়নিক স্থানান্তর মিথস্ক্রিয়া ব্যবহার করা যেতে পারে। কিছু ক্ষেত্রে রাসায়নিক স্থানান্তর মিথস্ক্রিয়া টেনসর অভিযোজনের জন্য নিয়ম রয়েছে যেমন প্রতিসাম্য আর্গুমেন্টের (sp2 সংকরকরণ) কারণে কিটোনগুলিতে 13C ঘূর্ণনের জন্য। যদি একটি দ্বিমেরু মিথস্ক্রিয়ার অভিমুখীকরণ (আগ্রহের ঘূর্ণন এবং উদাহরণস্বরূপ। আরেকটি হেটেরোনিউক্লিয়াস) রাসায়নিক স্থানান্তর মিথস্ক্রিয়া স্থানাঙ্ক ব্যবস্থার সাপেক্ষে পরিমাপ করা হয়, এই দুটি তথ্য (রাসায়নিক স্থানান্তর টেনসর/আণবিক অভিযোজন এবং দ্বিমেরু টেনসর/রাসায়নিক স্থানান্তর টেনসর অভিযোজন) মিলিতভাবে আণবিক কাঠামোর দ্বিমেরু টেনসরের অভিযোজন দেয়। যাইহোক, এই পদ্ধতিটি শুধুমাত্র ছোট অণুগুলির (বা পলিগ্লাইসিনের মতো একটি ছোট পুনরাবৃত্তি ইউনিট সহ পলিমার) জন্য উপযুক্ত এবং এটি শুধুমাত্র নির্বাচিত (এবং সাধারণত আন্তঃআণবিক) কাঠামোগত তথ্য সরবরাহ করে। স্ফটিক কাঠামো পরিশোধন দ্বিমেরু মিথস্ক্রিয়া কাঠামোর ক্ষেত্রে সবচেয়ে সরাসরি তথ্য দেয় কারণ এটি ঘূর্ণনের মধ্যে দূরত্ব পরিমাপ করা সম্ভব করে তোলে। এই মিথস্ক্রিয়ার সংবেদনশীলতার অবশ্য অভাব রয়েছে এবং যদিও দ্বিমেরু-ভিত্তিক এন. এম. আর স্ফটিকবিদ্যা কাঠামোর ব্যাখ্যা সম্ভব করে তোলে, উচ্চ রেজোলিউশন কাঠামো পাওয়ার জন্য অন্যান্য পদ্ধতি প্রয়োজন। এই কারণগুলির জন্য অন্যান্য এন. এম. আর পর্যবেক্ষণযোগ্য যেমন রাসায়নিক স্থানান্তর অ্যানিসোট্রপি, জে-কাপলিং এবং চতুর্ভুজ মিথস্ক্রিয়া ব্যবহার করার জন্য অনেক কাজ করা হয়েছিল। এই অ্যানিসোট্রপিক মিথস্ক্রিয়াগুলি থ্রিডি স্থানীয় পরিবেশের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল যা একক স্ফটিক এক্স-রে বিচ্ছুরণের মানের প্রতিদ্বন্দ্বী কাঠামোগুলিতে গুঁড়ো নমুনার কাঠামোকে পরিমার্জন করা সম্ভব করে তোলে। তবে এগুলি এই মিথস্ক্রিয়াগুলির পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য পর্যাপ্ত পদ্ধতির উপর নির্ভর করে কারণ এগুলি কাঠামোর উপর সরাসরি নির্ভর করে না। বিচ্ছুরণ পদ্ধতির সঙ্গে তুলনা এন. এম. আর স্ফটিকবিদ্যার একটি ত্রুটি হল যে পদ্ধতিটি সাধারণত এক্স-রে স্ফটিকবিদ্যার চেয়ে বেশি সময়সাপেক্ষ এবং বেশি ব্যয়বহুল (স্পেকট্রোমিটার খরচ এবং আইসোটোপ লেবেলিংয়ের কারণে), এটি প্রায়শই কাঠামোর শুধুমাত্র একটি অংশকে ব্যাখ্যা করে এবং মূল কাঠামোগত তথ্য পাওয়ার জন্য আইসোটোপ লেবেলিং এবং পরীক্ষাগুলি তৈরি করতে হতে পারে। এছাড়াও একটি প্রদত্ত আণবিক কাঠামো সবসময় বিশুদ্ধ এন. এম. আর-ভিত্তিক এন. এম. আর ক্রিস্টালোগ্রাফিক পদ্ধতির জন্য উপযুক্ত নাও হতে পারে, তবে এটি এখনও একটি মাল্টিমোডালিটি (এন. এম. আর + বিচ্ছুরণ) গবেষণায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে। বিচ্ছুরণ পদ্ধতির ক্ষেত্রে ভিন্ন, এটি প্রতীয়মান হয় যে এন. এম. আর স্ফটিকবিদ্যার কেস-বাই-কেস ভিত্তিতে কাজ করা প্রয়োজন। কারণ হল যে বিভিন্ন আণবিক ব্যবস্থা বিভিন্ন ঘূর্ণন পদার্থবিজ্ঞান এবং বিভিন্ন পর্যবেক্ষণযোগ্য প্রদর্শন করবে যা তদন্ত করা যেতে পারে। পদ্ধতিটি ব্যাপকভাবে ব্যবহার নাও হতে পারে কারণ বিভিন্ন পদ্ধতির অধ্যয়নের জন্য উপযুক্ত পরীক্ষামূলক নকশার প্রয়োজন হবে। তথ্যসূত্র স্ফটিকবিদ্যা বৈজ্ঞানিক কৌশল সলিড-স্টেট রসায়ন