원리 및 기능
원자핵이 자기장 속에 놓이면 무질서하게 흩어져 있던 핵들이 몇 가지 상태 (에너지 상태=2I+1)로 배열하게 됩니다.
기본 자기장외에 외부에서 또 다른 전자기파를 주면 몇 개의 에너지 상태로 나누어져 있던 핵 스핀들이 에너지 차이에 해당하는 만큼의 전자기파를 흡수하여 낮은 에너지 상태에서 높은 에너지 상태로 옮겨가는데 이것을 공명현상(Resonance)이라고 합니다.
이것은 물질이 일정한 자기장 속에 놓였을 때 그것을 구성하고 있는 핵에 의해 발생하므로 핵자기 공명현상(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)이라고 명명됩니다.
핵자기 공명현상이 중요한 이유는 한 분자 속에는 여러 종류의 핵이 있고 그들 각각이 느끼는 자장의 세기는 화학적 환경에 따라서 조금씩 차이가 있기 때문에 공명현상을 일으키는 에너지가 조금씩 달라서 분자의 환경을 유추할 수 있기 때문입니다.
NMR을 통하여 분석할 수 있는 핵 종은 수십 가지이지만 일반적으로 생체시료에서 가장 많이 사용되는 원소는 수소(1H), 탄소(13C), 질소(15N) 등입니다.
거대 분자/생체 고분자의 구조 규명, 유기/무기/신소재 합성실험에서의 분석 연구, 유전자 연구와 신약 개발 등 이학/생명공학/의약학의 다양한 분야에서 시료를 파괴하지 않고 액체상태의 시료분자 연구를 수행 할 수 있습니다.
간단한 분자는 1차원 실험을 통하여 구조를 밝힐 수 있으나 보다 복잡한 물질은 2차원, 3차원 실험에 의하여 대부분의 물질의 분석이 가능합니다.
특히 단백질 같은 생체고분자는 3차원 실험을 통한 실험이 가능해져 널리 활용되고 있습니다.
기기활용
본 기관의 850MHz NMRM.은 Cryoprobe (z-gradient, 5mm TCI : 1H /13C /15N)를 설치 운영하고 있습니다. Cryoprobe는 insert coil을 극저온(-243℃, 시료측정온도와 별개)에서 작동시켜, 기존의 Probehead 보다 1D, 2D 및 3D NMR 측정실험의 감도를 3배 이상 향상시킵니다. 특히 TCI cryoprobe는 1H 뿐만 아니라 13C의 감도도 3배 이상 높여 주어 매우 미량의 시료(i.e., ug)로도 측정이 가능합니다. 이와 아울러 PFG(Pulsed Field Gradient) System으로 빠른 시간 안에 안정적으로 1D, 2D 및 3D 실험을 수행할 수 있으며, 고감도와 고분해능을 요구하는 단백질을 포함한 복잡한 생체물질, 고분자, 천연물, 유기화합물 등의 거대 분자 구조 및 동역학적 특성에 관한 연구 성과가 획기적으로 향상되었습니다. 또한 통상 2D NMR 측정실험에서 얻을 수 있는 결과를 1D Selective 측정 기법을 이용함으로써 분자 구조 분석에 필요한 분해능이 향상된 양질의 측정 자료를 쉽게 얻을 수 있습니다. 이외에 T1, T2, DOSY 측정 등 다양한 구조분석과 동역학적인 연구가 가능합니다.
※ 분석 및 연구에 관하여 상담을 원하시는 분은 자세한 사항을 이메일을 통해 문의 해주십시오.
사양
System: AVANCE III HD
Software: TopSpin 3.X
Probe:· 5 mm TCI ( 1H/ 13C/ 15N ) croyprobe· 5 mm TXI ( 1H/ 13C/ 15N )
Experiment temperature range: -10℃~ 50℃