Appunti degli studenti per corsi ed esami del Prof. Migliorati Valentina

Appunti presi a lezione della professoressa Valentina Migliorati. Il Momento Angolare. Legge di conservazione. Il Momento Angolare in Meccanica Quantistica. Il Momento Magnetico Orbitale. Lo Spin elettronico. Lo Spin nucleare. Il Momento Magnetico Nucleare. Il Momento Magnetico in presenza di un Campo Magnetico applicato: Trattazione Classica. Equazione di Larmor. La Magnetizzazione. Il campo magnetico oscillante B1. Il fenomeno della Risonanza. Il Sistema di Coordinate Ruotanti. Meccanismi di Rilassamento. Rilassamento Spin-Spin. Rilassamento Spin-Reticolo. Il fenomeno della Risonanza: il punto di vista Quantistico. La Saturazione. Trattazione Quantomeccanica della Risonanza Magnetica Nucleare. Popolazione degli stati di Spin. Assorbimento di Energia e Rilassamento Spin-Reticolo. Le equazioni di Bloch. Componente in fase e fuori fase della suscettività: dispersione e assorbimento. Lo spettrometro NMR. I Magneti. Magneti Superconduttori. Il Sistema di Lock. Tecniche ad Impulsi. Free Induction Decay (FID). Analogue to Digital Converter. Risoluzione spettrale. Finestra spettrale. Campionamento di funzioni sinusoidali: condizione di Nyquist. Dwell time. Tempo di acquisizione e finestra spettrale. Rapporto Segnale/Rumore. La spettroscopia NMR in Trasformata di Fourier. L’analisi di Fourier. La Trasformata di Fourier. Trasformata di Fourier del FID. Filtering digitale. La Convoluzione. Funzioni finestra: esponenziale e Gaussiana. Zero Filling. Il fattore di schermaggio. Utilizzo di riferimenti. Il Chemical Shift. Fattori che influenzano il chemical shift. Termine di schermo diamagnetico e paramagnetico. Anisotropia Magnetica (esempio:acetilene). Effetto induttivo. Corrente di Anello. Presenza di cariche. Effetti mesomerici. Effetti di scambio di protoni. L’Accoppiamento Spin-Spin. Origine dell’accoppiamento Spin-Spin. Costante di accoppiamento per interazioni dirette, geminali, vicinali. Accoppiamento debole e forte. Equivalenza chimica e magnetica. Sistemi di Spin: Notazione di Pople. Sistemi del Primo Ordine: Schema dei livelli energetici. Origine dei multipletti. Regole per la determinazione del numero di componenti, della spaziatura e delle intensità relative dei multipletti. I processi di Rilassamento. Moti di rotazione e diffusione. Tempo di correlazione. Coefficiente di autodiffusione. Andamento dei tempi di rilassamento in funzione del tempo di correlazione. Misure dei tempi di rilassamento. Misura di T1: Inversion Recovery. Misura di T2: Spin-Echo e sequenza Car-Purcell. Lo spettro NMR del 13C. Utilizzo di disaccoppiatori. Broad Band Decoupling. Effetto nucleare Overhauser. Inverse Gated Decoupling. Gated Decoupling. Sequenze di Impulsi. Population Transfer. Saturazione e Inversione. Attached Proton Test. INEPT (Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Transfer). DANTE (Delays Alternating with Nutation for Tailored Excitation). Operatori Prodotto. Coerenza. Descrizione dei processi fondamentali alla base del fenomeno fisico della Risonanza Magnetica Nucleare tramite operatori prodotto. DEPT (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer). Editing dello spettro. NMR bidimensionale. COSY (Correlation Spectroscopy). Interpretazione di spettri COSY. Limiti della COSY. TOCSY (Total Correlation Spectroscopy). NMR 2D Eteronucleare (HETCOR). HMQC (Heteronuclear Multiple Quantum Correlation). HSQC (Heteronuclear Single Quantum Correlation). HMBC (Heteronuclear Multiple quantum through Bonds Correlation spectroscopy). Utilizzo dell’NMR nella scienza e tecnologia degli alimenti. Metodo SNIF-NMR. NMR a bassa risoluzione. Determinazione del contenuto di solido nei grassi. Determinazione del contenuto di acqua nel latte in polvere e nella cagliata scremata. Metodo ufficiale per la determinazione simultanea di acqua e olio nei semi vegetali. Determinazione del contenuto di acqua in alimenti ricchi di amido. Applicazioni. Spettroscopia NMR quantitativa (qNMR). Principali parametri sperimentali che influenzano l’accuratezza e la precisione della qNMR. Post-processamento dei dati. Correzione di fase dello spettro. Analisi relativa e analisi assoluta. Utilizzo di standard in qNMR. Validazione di un metodo qNMR. Accuratezza e Precisione. Valutazione delle curve di calibrazione. Ripetibilità. Intervallo di integrazione. Selettività e Specificità. Linearità e range dinamico. Limite di rilevabilità (LOD) e limite di quantificazione (LOQ). Robustezza.