As técnicas de ressonância dupla na espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) envolvem a aplicação simultânea de duas frequências diferentes ou pulsos de radiofrequência para manipular e observar dois spins nucleares distintos. Uma aplicação importante da ressonância dupla é o desacoplamento de spin, que suprime seletivamente o acoplamento com um tipo de núcleo enquanto observa o sinal de RMN de outro núcleo, simplificando o espectro e melhorando a resolução.

O desacoplamento de spin é geralmente obtido pela irradiação dos átomos da amostra com uma sequência de pulsos de radiofrequência (RF) adequada, eliminando efetivamente todo o acoplamento com um nuclídeo. Isso simplifica o espectro observado, facilitando a análise e a compreensão das relações entre diferentes núcleos.

Os experimentos de ressonância dupla podem ser classificados como heteronucleares ou homonucleares, dependendo se os dois conjuntos de núcleos são de isótopos diferentes ou do mesmo isótopo, respectivamente. Eles também podem ser seletivos ou não seletivos, dependendo se a frequência de irradiação abranger apenas uma parte ou todas as frequências de ressonância.

No desacoplamento heteronuclear não seletivo, as amostras são expostas a uma faixa de radiofrequência apropriada para remover todo o acoplamento com um nuclídeo. No entanto, o aumento da intensidade do campo externo exige uma irradiação mais potente em faixas de frequência mais amplas. Em certos instrumentos, a irradiação contínua gera calor suficiente para causar danos a amostras termicamente sensíveis.

Para superar esses problemas, métodos modernos usando uma série de pulsos e atrasos de tempo exatos, como sequências de pulsos de eco de spin moduladas em J, podem ser empregados para eliminar ou ajustar os efeitos de acoplamento dentro do espectro.

Por exemplo, o experimento de transferência de prótons anexada (APT) aplica uma sequência de pulsos de eco de spin modulada em J para focar na fase dos sinais de carbono detectados. Átomos de carbono ligados a um número par de prótons exibem sinais positivos no espectro, enquanto aqueles ligados a um número ímpar de prótons aparecem como sinais negativos.

Ele utiliza uma combinação de um pulso de próton de 180° e desacoplamento de banda larga para simplificar a interpretação espectral e atribuir multiplicidades. O pulso de 180° é aplicado aos prótons durante o experimento APT. Sua função é reorientar a evolução do acoplamento de spin que ocorre naturalmente devido às interações entre prótons e carbonos.

Especificamente, após o pulso de 90° criar magnetização transversal, o pulso de 180° garante que os efeitos do acoplamento sejam congelados durante o período inicial em que o desacoplador é desligado. Isso significa que os deslocamentos químicos evoluem apenas durante o tempo 1/J​ (o período da constante de acoplamento) após o primeiro pulso de 180°.

Ao cronometrar cuidadosamente essa sequência de pulsos, o experimento isola multiplicidades de carbono utilizando o acoplamento J entre carbonos e seus prótons anexados. Após o período de evolução do acoplamento (1/J​), o desacoplamento de banda larga é ativado. Isso remove os sinais de acoplamento J, colapsando os multipletos em picos únicos para cada ressonância de carbono. O desacoplamento garante que os sinais de carbono estejam livres de divisão, permitindo uma diferenciação clara de sinais com base na fase (positiva ou negativa) em vez de padrões de divisão.

A técnica APT realça seletivamente os sinais de carbono, fornecendo informações valiosas sobre a conectividade carbono-próton, o número de átomos de hidrogênio ligados e a estrutura molecular geral.