核磁共振譜(NMR)在有機分子結構測定中扮演著非常重要的角色,而選擇符合檢測條件的核磁管則是確保核磁共振譜圖準確的首要前提條件。
1、同心度與凸度
同心度(concentricity)和凸度(camber)是核磁共振樣品管用來區分適用磁場強度的重要指標。
同心度(concentricity):核磁共振管壁厚度的zui大變化,即指內壁和外壁圓心不能*重合度。同心度大,將使部分樣品在旋轉中不能始終保持嚴格的圓柱形,從而降低磁場在樣品內的均勻水平,減低信號分辨率,導致圖譜不準確。
凸度(camber):將核磁管兩端固定旋轉,管體中部外表面偏離中心線的zui大值與zui小值的差稱為凸度。凸度大,會直接影響核磁共振管在旋轉時的配平,加大共振峰的寬度。過大的凸度甚至能引起核磁管和探頭內壁的碰撞磨擦,造成探頭與管內壁的損傷,嚴重影響圖譜的準確性。
總之,同心度與凸度越小的核磁管,越有利于核磁場強的均勻一致性,從而使核磁圖譜準確性得到保障。
2、管體材質
不同的檢測條件需要使用不同材質的核磁管,才能保證檢測結果的準確性。核磁管材質主要有以下4種:
★ 美國材料試驗標準(ASTM)一等B級硼硅酸鹽玻璃(N-51A)材料:適用于常溫常壓下無熱梯度變化的核磁檢測。
★ 美國材料試驗標準(ASTM)一等A級硼硅酸鹽玻璃(Pyrex®)材料:具有很強的抗熱變形能力和極低的熱膨脹率,適用于在冷凍、融化循環和劇烈變溫情況下的核磁檢測。
★ 天然石英材料:265 nm以上光透過率超過85%,適合光化學研究;同時硼含量≤0.1 ppm,可用于11B NMR及電子順磁共振檢測。
★ 人工石英材料:190 nm以上光透過率超過95%,適合光化學研究;同時硼含量≤0.01 ppm,可用于11B NMR及電子順磁共振檢測。
具體參數如下:
核磁管材質 | (ASTM)一等B級硼硅酸鹽玻璃(N-51A) | (ASTM)一等*硼硅酸鹽玻璃(Pyrex®) | 天然石英 | 人工石英 |
順磁性雜質量 | Medium (> 1200 ppm Fe2O3) | Small (400 ppm Fe2O3) | None (0.5 ppm Fe2O3) | None (< 0.005 ppm Fe2O3) |
快速冷卻/升溫 | No | Yes within 120°C | Yes within 300°C | Yes within 300°C |
zui高工作溫度 | Ambient | 230°C | 1300°C | 1300°C |
容積可重復性 | 10% | 0.5% | 0.5% | 0.5% |
截止波長 | 320 nm | 320 nm | 265 nm | 190 nm |
核磁管體光潔度不夠或者有劃痕,將會嚴重影響核磁勻場,導致檢測結果不準確。
3、管體表面光潔度
4、核磁管適用頻率
核磁共振譜儀的磁場強度越高,儀器檢測靈敏度越高,對于核磁管質量的要求也越高。根據譜儀型號選擇對應頻率的核磁管及同心度、凸度小的高品質核磁管,可以保證實驗準確性,并延長核磁共振譜儀使用壽命。
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