Lehramt - Institut für Physikalische Chemie

NMR-Spektroskopie
Abb. 4.15.: Vergleich zwischen a) ein- und b) zweidimensionalen Bildgebungs-FT-
NMR-Experimenten.
aufzufassen sind. Der Relaxationsterm exp(−t/T2)wurde ∗ hierbei weggelassen. DieSpindichte
erhält man durch zweimalige Fouriertransformation gemäß
∫∫
ρ(x,y) = S(t y ,t x )[−iγ(G x xt x +G y yt y )] dt x dt y (4.65)
Alternativ kann man bei diesem 2D-FT-NMR-Experiment auch das FID-Signal als Funktion
einer inkrementierbaren Amplitude des G y -Gradienten bei konstantem t y -Wert aufnehmen
(,,Spin-warp”-Technik), was einige Vorteile gegenüber dem erstgenannten 2D-Verfahren bietet.
Prinzipiell führen beide Methoden jedoch zum gleichen Resultat (Abb. 4.16).
Um die dritte Dimension des Raum abzutasten, könnte man die obigen, zweidimensionalen
NMR-Verfahren um eine weitere Dimension erweitern. Dies würde allerdings zu langen
Messzeiten und erheblichen Datenmengen führen. Stattdessen verwendet man die Methode
der Schichtselektion, bei der während des Radiofrequenzimpulses ein Gradient entlang der z-
Richtung anliegt. Kennt man jetzt den angelegten Gradienten, dann kennt man auch die entsprechende
Resonanzbedingung zur Anregung einer bestimmten Schicht. Um eine möglichst
enge Schicht anzuregen, d.h. eine gute Auflösung zu erreichen, muss einerseits ein möglichst
großer Gradient gewählt werden. Diese Bedingung gilt generell für alle Gradienten. Eine weitere
Auflösungssteigerung erzielt man bei der Schichtselektion, wenn man einen frequenzselektiven
RF-Impuls verwendet. Dieser hat z.B. die Form einer sin(x)/x-Funktion und die entsprechende
Fouriertransformierte liefert ein Anregungsfrequenzspektrum mit steil abfallenden
Rändern (s. Abb. 4.17).Durch die Längedes Impulses kann der anzuregende Frequenzbereich,
d.h. der überstrichene Larmorfrequenzbereich, eingestellt werden. Der Kontrast des erzeugten
Bildes ist - wie bereits erwähnt - zunächst eine Folge der unterschiedlichen Spindichten
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