Nacelle RMN du solide

Ph. Gaveau

Nacelle RMN du Solide

A quoi sert...la RMN?

Nacelle RMN du solide

Ph. Gaveau

A quoi sert...la RMN? C'est quoi la RMN ???

Nacelle RMN du Solide

Spins nucléaires

Aimantation nucléaire

H =0

M = 0

Spins nucléaires

H0

Aimantation nucléaire

H =0

M = 0

Aimantation nucléaire M0

ω0= H0

(fréquence de Larmor)

Spins nucléaires

H0

M0

Aimantation nucléaire

H =0

M = 0

Impulsion radiofréquence

M0

H0

H1

tp

Impulsion RFωRF = ω0 = H0

M0

θ = H1tp

x

y

z

Basculement aimantationCréation aimantation Mxy

Impulsion radiofréquence

M0

H1

H0

Impulsion RFωRF = ω0 = H0

tp

M(t)

x

y

z

H0

Mxy(t)

Basculement aimantationCréation aimantation Mxy

t

Impulsion radiofréquence

M0

H0

FID = Free Induction Decay

H1

tp

Impulsion RFωRF = ω0 = H0

M0

θ = H1tp

x

y

z

M(t)

x

y

z

H0 M(t)

x

y

z

H0

Retour à l’équilibre M0

(temps de relaxation)

Mz(t)

Basculement aimantationCréation aimantation Mxy

Impulsion radiofréquence

M0

H0

Mxy(t)

t

FID = Free Induction Decay

H1

tp

Impulsion RFωRF = ω0 = H0

M0

θ = H1tp

x

y

z

t

Mxy(t)FID

Spectre RMN

t

Mxy(t)FID

Spectre RMN

Transformée de FourierMxy(t) → S(ω)

t

Mxy(t)FID

Spectre RMN

Spectre RMN

MHz

Transformée de FourierMxy(t) → S(ω)

t

Mxy(t)

Δω/ω*106

ppm

FID

Spectre RMN

Spectre RMN

MHz

Transformée de FourierMxy(t) → S(ω)

t

Mxy(t)

Référence standard(1H, 13C ou 29Si : TMS)

FID

Spectre RMN

Spectre RMN

MHz

Δω/ω*106

ppm

Transformée de FourierMxy(t) → S(ω)

Spectre RMN 2D

FID 2D (Acquisition de n FID)

t1

t2

Spectre RMN 2D

FID 2D (Acquisition de n FID)

t1

t2

Transformée de Fourier 2D(t

1,t

2)

H0

Fenêtres d'observation

ω01 < ω0

2

ω0n =

nH0

ω01

H0

Fenêtre d'observation~ 100 ppm

(rarement ~1000 ppm)

Fenêtres d'observation

Δ moyen : 30 000 ppmentre noyaux

ω01 < ω0

2

ω0n =

nH0

ω01

ω02

H0

Fenêtre d'observation~ 100 ppm

(rarement ~1000 ppm)

Fenêtres d'observation

Observer un noyau ↔ choisir ω(en fonction du champ)

Spectromètre multicanal ω01

, ω02

, … ↔ couplages entre noyaux

Δ moyen : 30 000 ppmentre noyaux

ω01 < ω0

2

ω0n =

nH0

ω01

ω02

Liquide vs solide

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...

Interactions

ChampsMagnétique

Zeemanω0= H0

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...

DéplacementChimique :

Position et forme de la raie

Interactions

ChampsMagnétique

Zeemanω0= H0

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...

Scalaire Spin/Spin :multiplet

DéplacementChimique :

Position et forme de la raie

Interactions

ChampsMagnétique

Zeemanω0= H0

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...

Scalaire Spin/Spin :multiplet

Dipolaire spin-spin :Largeur de la raie

DéplacementChimique :

Position et forme de la raie

Interactions

ChampsMagnétique

Zeemanω0= H0

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...

ChampsMagnétique

Zeemanω0= H0

Scalaire Spin/Spin :multiplet

Dipolaire spin-spin :Largeur de la raie

DéplacementChimique :

Position et forme de la raie

QuadripolaireSpin ≥ 1 :

Forme et position de la raie

Interactions

Liquide : mouvement brownien

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...X XXHCSiso

3 raies

Liquide : mouvement brownien

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...X XXHCSiso

3 raies

1 raiemultiplet J

Liquide : mouvement brownien

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...X XXHCSiso

54,7°

S=1/2

Solide : Magic Angle Spinning

MAS

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...XXHCSiso

54,7°

S=1/2

Solide : Magic Angle Spinning

MAS

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...XXHCSiso

54,7°

S=1/2

Solide : Magic Angle Spinning

MAS

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...XXHCSiso

S ≥ 1

S ≥ 1 : Quadripolaire

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...XHCSiso

S ≥ 1

S ≥ 1 : Quadripolaire

H = HZ + HCS + HJ + HD + HQ +...XHCSiso

"A quoi sert...la RMN?" C'est quoi la RMN ???

Nacelle RMN du Solide

Nacelle RMN du Solide

A quoi sert...la RMN? C'est quoi la RMN ???

Y'a quoi dans la nacelle RMN du

solide ???

Gilles Silly

Personnels techniques

RMN Solide

Christine Biolley (50 %)Philippe Gaveau (100%)

Spectomètres

RMN SolideVarian 300 MHzVarian 400 MHzVarian 600 MHz

Animateur scientifique

Nacelle RMN du Solide

Gilles Silly

Personnels techniques

RMN Solide

Christine Biolley (50 %)Philippe Gaveau (100%)

Spectomètres

RMN SolideVarian 300 MHzVarian 400 MHzVarian 600 MHz

Animateur scientifique

Danielle LaurencinBruno Alonso

« RMNiste »

Nacelle RMN du Solide

RMN du Solide

Bâtiment 11400 MHz

RMN du Solide

Bâtiment 11400 MHz

Bâtiment 12300 et 600 MHz

RMN du solide 300 MHz

Spectromètre VARIAN / Aimant Wide Bore OXFORD

2 Canaux : 1H -19F / 31P -15N

2 Sondes MAS

RMN du solide 300 MHz

Spectromètre VARIAN / Aimant Wide Bore OXFORD

2 Canaux : 1H -19F / 31P -15N

2 Sondes MAS

Ø(mm)

Canaux Vitesse(kHz)

Volume(μl)

Matériau S/N

3,2 HX 25 22 Vespel 71

7,5 HX 7 320 Ceramic 390

RMN du solide 300 MHz

Spectromètre VARIAN / Aimant Wide Bore OXFORD

2 Canaux : 1H -19F / 31P -15N

2 Sondes MAS

- Spectromètre de routine

- Utilisé principalement pour 13C et 29Si

Ø(mm)

Canaux Vitesse(kHz)

Volume(μl)

Matériau S/N

3,2 HX 25 22 Vespel 71

7,5 HX 7 320 Ceramic 390

RMN du solide 400 MHz

Spectromètre VARIAN / Aimant Wide Bore BRUKER3 canaux HXY : 1H -19F / 31P -197Au / 13C -197Au

4 Sondes MAS

RMN du solide 400 MHz

Spectromètre VARIAN / Aimant Wide Bore BRUKER3 canaux HXY : 1H -19F / 31P -197Au / 13C -197Au

4 Sondes MAS

Ø(mm)

Canaux Vitesse(kHz)

Volume(μl)

Matériau S/N

1,6 HXY 42 8 KelF /

3,2 HXY 25 22 Vespel 95

5 HX 12 105 Ceramic 194

7,5 HX 7 450 KelF 530

RMN du solide 400 MHz

Spectromètre VARIAN / Aimant Wide Bore BRUKER3 canaux HXY : 1H -19F / 31P -197Au / 13C -197Au

4 Sondes MAS

- Configuration 3 canaux polyvalente

- Tous noyaux : large gamme de fréquences

- Expériences 1D et 2D (CPMAS, corrélation,...)

- Température variable

Ø(mm)

Canaux Vitesse(kHz)

Volume(μl)

Matériau S/N

1,6 HXY 42 8 KelF /

3,2 HXY 25 22 Vespel 95

5 HX 12 105 Ceramic 194

7,5 HX 7 450 KelF 530

RMN du solide 600 MHz

Spectromètre VARIAN / Aimant Wide Bore VARIAN4 canaux HFXY : 1H / 19F / 31P -197Au / 13C -197Au

2 récepteurs : acquisition simultanée sur 2 noyaux

11 sondes : MAS, statique et FastNano (« HRMAS »)

RMN du solide 600 MHz

Spectromètre VARIAN / Aimant Wide Bore VARIAN4 canaux HFXY : 1H / 19F / 31P -197Au / 13C -197Au

2 récepteurs : acquisition simultanée sur 2 noyaux

11 sondes : MAS, statique et FastNano (« HRMAS »)

Ø(mm)

Canaux Vitesse(kHz)

Volume(μl)

Matériau S/N

1,2 HXY 60 1,2 KelF /

1,6 HXY 40 8 Vespel /

2,5 HFXY 30 11 Vespel 90

3,2 HXY 25 22 KelF 138

3,2 HX 25 22 Vespel 135

5 HX 12 105 Ceramic 360

7,5 HXY 7 450 KelF 720

9,5 HX 5,5 750 KelF 970

8 sondes MAS

RMN du solide 600 MHz

- Configuration de grande polyvalence

- Expériences multidimensionnelles jusqu’à 4 noyaux

- Combinaison champs fort / haute vitesse : 1H / 19F, noyaux quadrupolaires

- Rotors gros volumes pour noyaux faible abondance / faible rapport gyromagnétique(23Ca, 14N)

- Température variable

1 sonde statique

Bobines horizontales 5mm et 10mm

2 sondes FastNano ( HX et FX)

Sondes MAS avec bobine de gradient pourapplication des techniques liquides sur lessolides «mous » (équivalent à la technique

HRMAS BRUKER)

Tableau périodique

Tableau périodique

1H2D

F17O14N15N

13C10B11B

6Li7Li

23Na

133Cs

27Al 29Si 31P 33S

43Ca 51V47Ti45Sc

207Pb

125Te121Sb119Sn85Rb

79Br77Se71Ga

109Ag

Tableau de chasse Montpellier

25Mg

- Choix du spectromètre : 300, 400 ou 600 MHz- Choix sonde (diamètre du rotor)

Fonctionnement Nacelle RMN

Demande d'analyse RMN du solide :Discussion préalable pour adapter à la thematique de

recherche

- Choix du spectromètre : 300, 400 ou 600 MHz- Choix sonde (diamètre du rotor)

Fonctionnement Nacelle RMN

- Expériences type « standardisées » : jeux de paramètres standards (300 MHz). - Expériences type « optimisées » : optimisation des paramètres d'acquisition en fonction des analyses à réaliser (tous les spectros).

- Expériences type « recherche » : demande du temps de test ou de dévelloppement en collaboration avec la nacelle et/ou les checherus « RMNistes » (tous les spectros).

Types d'analyse :

Demande d'analyse RMN du solide :Discussion préalable pour adapter à la thematique de

recherche

- Choix du spectromètre : 300, 400 ou 600 MHz- Choix sonde (diamètre du rotor)

Fonctionnement Nacelle RMN

- Expériences type « standardisées » : jeux de paramètres standards (300 MHz). - Expériences type « optimisées » : optimisation des paramètres d'acquisition en fonction des analyses à réaliser (tous les spectros).

- Expériences type « recherche » : demande du temps de test ou de dévelloppement en collaboration avec la nacelle et/ou les checheurs « RMNistes » (tous les spectros).

Types d'analyse :

Tarification : …. en cours de modification

Demande d'analyse RMN du solide :Discussion préalable pour adapter à la thematique de

recherche

Y'a quoi dans la nacelle RMN du

solide ???

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