天游线路检测中心 GEMSTONE-TOCSY（高选择性一维 TOCSY）

GEMSTONE-TOCSY 脉冲序列

GEMSTONE-TOCSY 的基本脉冲序列如下（图 1）。

图 1 GEMSTONE-TOCSY 脉冲序列

GEMSTONE-TOCSY 测量示例

为了证明 GEMSTONE-TOCSY 的有效性，我们以配备 5 mm ROYAL Probe™ HFX 的 JNM-ECZ500R 光谱仪测量 60 mM β-雌二醇 (β-estradiol) 的结果为例。

图 2 β-雌二醇

如何测量 GEMSTONE-TOCSY

1. 标准¹使用 Delta 执行 H 谱测量。
2. 用 GEMSTONE-TOCSY 选择性激发的信号区域¹在 H 谱上进行鉴定。
   

   图 3 β-雌二醇¹H 谱（全范围）和约 178 ppm 的放大视图，使用 GEMSTONE-TOCSY 进行选择性激发。

3. GEMSTONE-TOCSY 测量需要选择性激发信号峰的“准确”化学位移。不过正常¹在 H 谱中，¹这通常并不容易，因为 H 中的每个信号通常会创建一个多重峰。在这种情况下，改为 Zangger-Sterk 方法 (ZS)¹一个有效的策略是使用 H 纯位移谱。此外，此测量使用 GEMSTONE 测量中也使用的 RSNOB 180° 选择性激励脉冲，因此执行此测量还可以确认此脉冲设置正确。通过ZS法¹H 要运行 pureshift 谱图，请从 Delta、作业设置标签页上的 [脉冲序列] 中选择“pureshift_1d_zsjxp”。

为了提高测量的灵敏度，可以按如下方式选择性地执行 ZS 纯位移测量。

• 将观察中心 (x_offset) 与要选择的区域的大致中心对齐。在β-雌二醇的例子中，x_offset被设置为178[ppm]。
• 将 RSNOB 脉冲的激励范围设置为 100 [Hz]。
• 将磁场梯度脉冲(grad_sl_ps_amp)的强度设置为0[T/m]。

ZS 图 4 显示了区域选择性纯位移测量的结果。

图 4 β-雌二醇的区域选择性 ZS 纯位移谱（中心频率 = 178 ppm，激发范围 = 100 Hz）（顶部）和正常¹H 谱（底部）。

如果生成的 ZS pureshift 谱没有单线信号峰值，则使 RSNOB 脉冲的激励范围小于激励范围内耦合信号的宽度（例如，如果信号相距 50 Hz，则 RSNOB 脉冲的激励范围也应小于 50 Hz）。

4. 获得合适的区域选择性 ZS 纯位移谱后，请使用 nD 处理器窗口中的“复制位置”工具选择并复制选择性激发信号的一个化学位移。
   

   图5使用“复制位置”工具复制光标的化学位移。在峰附近按住 Shift 键并单击会自动检测峰顶并将其临时存储在缓冲区中（以供后续粘贴）。

5. 点击“脉冲序列”并选择“GEMSTONE-TOCSYjxp”。
6. 打开“获取”标签并将参数“x_offset”从其原始值更改为上面选择的值（将 #4 中保存的值粘贴到同一参数字段中）。
7. 在没有 TOCSY 部分（仅 GEMSTONE 部分）的情况下执行测量作为初步测量。尽管这不是必需的，但对于测量而言，确保只有与 x_offset 匹配的所选信号才产生结果非常重要。为此，请将脉冲选项卡中的“mix_time”设置为 0 [ms]。
8. “GEMSTONE-TOCSY”的[测量注册]并执行测量。
9. 确认并验证结果。如果测量结果未达到所需的选择性，请更改 GEMSTONE 脉冲块中的 Chirp 脉冲（脉冲选项卡中的“obs_chpgs_m_pulse”）长度。 GEMSTONE 使用的典型 Chirp 脉冲值为 50-120 ms。在此 β-雌二醇示例中，使用了 100 ms。
   

   图 6 在 GEMSTONE 脉冲块期间调整 Chirp 脉冲长度

10. 一旦确认在没有上述 TOCSY 混合时间的情况下进行初步测量没有问题，请再次在混合时间“mix_time”中输入适当的值。例如，80 [ms] 足以获得自旋系统内的大多数相关性。
11. [测量注册]执行测量。

测量结果

图7显示了β-雌二醇的GEMSTONE-TOCSY测量结果。此处，三层重叠约为 178 ppm¹测量H信号16α、12β和7β（积分次数32次，混合时间80[ms]，实验时间45分钟）。

如结果频谱所示，通过使用 GEMSTONE 方法，可以单独分离和提取三个重叠信号。因此，只有所选信号的自旋系统可以通过脉冲序列上的后续 TOCSY 相关性来明确识别。为了进行比较，我们将传统标准选择性 1D TOCSY 结果并排放置。标准 1D TOCSY 对本例中处理的重叠信号没有足够的选择性，其中每个信号都有 16α、12β 和 7β¹从 H 信号导出的 TOCSY 相关性同时位于一个频谱上。结果，正常¹已经接近H谱。

图 7GEMSTONE-TOCSY 与传统标准 1D TOCSY 的比较。每次测量的选择性激发信号以红色显示。在传统的一维TOCSY中，不可能单独激发16α、12β和7β信号，这里同时激发三个信号。

结论

GEMSTONE-TOCSY 测量具有很高的信号选择性，即使在重叠严重的区域也可以明确识别自旋系统。它比传统的标准选择性 1D TOCSY 更具选择性，并且可以在比基于 CSSF 方法的 CSSF-TOCSY 更短的时间内完成测量。

参考文献

1. 页。 Kiraly、N Kern、M P Plesniak、M Nilsson、D J Procter、G A Morris 和 R W Adams，安吉。化学。国际。埃德. 2021, 60, 666–669.
3. 页。 Kiraly、M Nilsson、G A Morris 和 R W Adams，化学。交流. 2021, 57, 2368-2371.