Espectroscopia de resonancia magnética nuclear de nitrógeno 15
La espectroscopia de resonancia magnética nuclear de nitrógeno 15 ( espectroscopia de RMN de nitrógeno 15 , o simplemente 15 N RMN ) es una versión de la espectroscopia de resonancia magnética nuclear que examina muestras que contienen el núcleo de 15 N. [1] La RMN 15 N se diferencia en varios aspectos de la RMN 13 C y 1 H más común . Para levantar la restricción del espín 1 que se encuentra en 14 N, se emplea 15 N NMR en las muestras para la detección, ya que tiene un espín en el estado fundamental de ½. Dado que el 14 N es abundante en un 99,64%, la incorporación de 15 N en las muestras a menudo requiere nuevas técnicas sintéticas.[2]
El nitrógeno-15 se utiliza con frecuencia en la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), porque a diferencia del nitrógeno-14, que es más abundante, que tiene un espín nuclear entero y, por lo tanto, un momento cuadrupolo, el 15 N tiene un espín nuclear fraccional de la mitad, lo que ofrece ventajas para la RMN como un ancho de línea más estrecho. Las proteínas se pueden marcar isotópicamente cultivándolas en un medio que contenga nitrógeno 15 como única fuente de nitrógeno. Además, el nitrógeno-15 se utiliza para marcar proteínas en proteómica cuantitativa (por ejemplo, SILAC ).
La 15 N NMR tiene complicaciones que no se encuentran en la espectroscopia de 1 H y 13 C NMR. El 0,36% de abundancia natural de 15 N da como resultado una importante penalización de sensibilidad. La sensibilidad empeora por su baja relación giromagnética (γ = -27,126 × 10 6 T −1 s −1 ), que es 10,14% de la de 1 H. La relación señal / ruido para 1 H es aproximadamente 300 veces mayor que 15 N en el mismo campo magnético. [3]
Las propiedades físicas del 15 N son bastante diferentes de las de otros núcleos. Sus propiedades junto con varios núcleos comunes se resumen en la siguiente tabla.
La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) recomienda utilizar CH 3 NO 2 como estándar experimental; sin embargo, en la práctica, muchos espectroscopistas utilizan NH 3 (l) presurizado en su lugar. Para 15 N, los desplazamientos químicos referenciados con NH 3 (l) son 380,5 ppm campo arriba de CH 3 NO 2 (δ NH 3 = δ CH 3 NO 2 + 380,5 ppm). Los cambios químicos para el 15 N son algo erráticos, pero típicamente abarcan un rango de -400 ppm a 1100 ppm con respecto al CH 3 NO 2 . A continuación se muestra un resumen deDesplazamientos químicos de 15 N para grupos orgánicos comunes referenciados con respecto al NH 3 , a cuyo desplazamiento químico se le asigna 0 ppm. [5]
A diferencia de la mayoría de los núcleos, la relación giromagnética para 15 N es negativa. Con el fenómeno de precesión de espín, el signo de γ determina el sentido (en sentido horario o antihorario) de precesión. Los núcleos más comunes tienen proporciones giromagnéticas positivas como 1 H y 13 C. [2] [3]
