16.6 : גרעינים בלתי רגישים המוגברים באמצעות העברת קיטוב (INEPT)

היא טכניקת תהודה מגנטית גרעינית (NMR) מתקדמת, המיועדת במיוחד לזיהוי וחיזוק אותות של גרעינים בעלי שכיחות נמוכה, כגון פחמן-13 וחנקן-15, במולקולות קטנות. העיקרון הבסיסי מאחורי INEPT הוא העברת קיטוב מגרעין נפוץ ובעל קוטביות גבוהה, בדרך כלל מימן-1, לגרעין בעל שכיחות נמוכה שמעניין לחקור. תהליך זה מגביר ביעילות את אות ה-NMR של הגרעינים בעלי השכיחות הנמוכה, מה שהופך אותם לקלים יותר לזיהוי.

טכניקת INEPT כוללת סדרת פולסים של תדר רדיו (RF) המתוזמנים בקפידה ומיושמים על הדגימה. פולסי ה-RF מעוררים את הגרעינים הנפוצים יותר, וגורמים להם ליישר את הספינים שלהם בצורה מסוימת. באמצעות תהליך של צימוד ספינים, קוטביות הגרעינים הנפוצים מועברת לגרעינים בעלי השכיחות הנמוכה. כתוצאה מכך, אות ה-NMR של גרעינים אלו מתחזק משמעותית, ומאפשר ניתוח מפורט יותר של המבנה המולקולרי.

פותחו סדרות פולסים שונות לשיפור נראותם של גרעינים בעלי שכיחות נמוכה כאשר הם מצומדים לגרעינים בעלי רגישות גבוהה. רצף הפולסים של INEPT משלב הדהוד ספינים והיפוך אוכלוסייה סלקטיבי, הכולל פולסים של 90° ו-180° על הגרעינים בעלי הרגישות הגבוהה (I spins) והגרעינים בעלי רגישות נמוכה (S spins), בהתאמה. עיכובים המבוססים על קבועי צימוד בין הפולסים מקדמים את העברת המגנטיזציה דרך אינטראקציות מרחביות או קשרים כימיים. פולסי RF ועיכובים נוספים הופכים את המגנטיזציה בעלת הגמא הנמוכה, ומפיקים אות NMR שניתן למדידה. התוצאה הסופית היא אות NMR מוגבר מגרעינים בעלי גמא נמוכה, שאחרת היו קשים לזיהוי.

סדרות פולסים שונות פותחו לצורך שיפור זיהוים של גרעינים בעלי שכיחות נמוכה כאשר הם מצומדים לגרעינים בעלי קליטה גבוהה, כגון פרוטונים. רצף הפולסים של INEPT מניב אותות מוגברים עבור גרעינים בלתי רגישים, כאשר מחצית מקבוצת ה-CH יוצרת שיאים שליליים והמחצית השנייה יוצרת שיאים חיוביים. דפוס זה מאפשר הבחנה בין סוגים שונים של קשרי פחמן-מימן בתוך המולקולה.

שיטות דה-קיפול יכולות לשמש לשיפור הרגישות והרזולוציה בהבחנה בין קשרי פחמן-מימן שונים, מה שהופך את INEPT לכלי רב ערך בתעשיות הכימיה והתרופות.