תמג זרחן (31P)
ניסוי החד מימדי של 31זרחן הרבה פחות רגיש מאשר פרוטון אך רגיש יותר מ-13פחמן. 31זרחן הוא גרעין בעל רגישות בינונית שנותן קווים צרים (תרשים 1) ויש לו תחום היסט כימי רחב. בדרך כלל משתמשים בהפרת צימוד מפרוטון (תרשים 2) וזאת אומרת שבדרך כלל לא רואים צימוד. זה מפשיט הרבה את הספקטרום ועשה אותו פחות צפיף. כאשר יש צימוד 31P-1H דרך קשר אחד יש להגדיל את עוצמת ההפרה לפםחות פי שניים ממה שצריכים ל-13C בשל קבוע בצימוד הגדול.
תרשים 1. ספקטרום 31P של אורגנוזרחנתים
האינטגרציה אינה מדויקת (עד כדי בלתי שימושי כשיש צימוד חד-קשרי ל-1H) אם מפרים צימוד בשל הגברה לא אחידה NOE וזמני רלקסציה עורכי (T1's). ניתן למדוד ספקטרום כמותי בעזרת הפרת צימוד לסירוגין בהיפוך.
ניתן להשתמש בהפרת צימוד לסירוגין כדי לראות צימוד לפרוטון (תרשים 2). אם רוצים רק קבועי צימוד ניתן להשתמש בספקרום פרוטון צמוד לזרחן (תרשים 5) שהוא רגיש הרבה יותר מזה של זרחן אומנם עם טווח מצומצם של היסט כימי שעלול לגרום לחפיפה ולסבך את הפענוח. קבוע צמוד חד-קשרי בדרך כלל בין 600 ו-700 הרץ, שני קשרים 20 ל-30 הרץ, שלושה קשרים 5 עד 10 הרץ וארבע קשרים פחות מהרץ אחד. ניתן לראות צימוד לגרעינים אחרים כמו 19פלואור.
תרשים 2. ספקטרום 31זרחן של דיאתיל פוספונט עם הפרת צימוד מפרוטן
תרשים 3. מבנה מולקולארי של דיאתיל פוספונט
תרשים 4. ספקטרום של דיאתיל פוספונט המראה צימוד ל-1H דרך קשר אחד ושלושה קשרים
תרשים 5. ספקטרום תמ"ג 1H של דיאתיל פוספונט המראה צימוד ל-31P
בפענוח אופייני לספקטרום תמ"ג מתאימים היסטים כימיים למינים צפויים. לכל סוג של סיגנל יש טווח היסט כימי אופייני (תרשים 6).
תרשים 6. טווחים של היסט כימי עבור 31P
בחר את המבנה המתאים ביותר לזרחן. R הוא אלקיל או H.
ניתן להשתמש בצורות צימוד הבין-גרעיני בין זרחן ופרוטון לפענח את ספקטרום הפרוטון (תרשימים 7, 8).
תרשים 7. ספקטרום תמ"ג 1H של ספינומיאלין שמראה תופעות צימוד של 31P
Fig. 8. 31P-NMR spectrum of sphingomyelin showing the effects of 1H coupling
תכונות גרעין ה-31P
| תכונה | ערך |
|---|---|
| ספין | ½ |
| שכיחות בטבע | 100% |
| תחום ההיסט הכימי | 430 ppm, בין -180 ל-250 |
| יחס התדירויות (Ξ) | 40.480742% |
| חומר יחוס (נקודת אפס יחסית) | 85% H3PO4 in H2O = 0 ppm |
| רוחב פס של חומר הייחוס | 1 הרץ |
| זמן התפוגה T1 של חומר הייחוס | 0.5 שנ' |
| רגישות יחסית ל-1H בשכיחות טבעית | 6.63 × 10-3 |
| רגישות יחסית ל-1H כאשר מועשר | 6.63 × 10-3 |
| רגישות יחסית ל-13C בשכיחות טבעית | 37.7 |
| רגישות יחסית ל-13C כאשר מועשר | 37.7 |
בטיחות
הערה בטיחות: חלק מהחומרים המוזכרים כאן מסוכנים מאוד, יש להתייעץ עם כימאי מוסמך לפני העבודה בהם. כאשר החומרים אינם מוכרים על הכימאי לחפש בספרות המקצועית מידע בקשר אליהם. הממסים המשמשים לבדיקות תמ'''ג הם ברובם דליקים ורעילים. TMS לדוגמא רעיל ודליק, יש להשתמש בכפפות מגן ולעבוד במנדף. במיוחד, חומצה זרחתית, פוספידים והלידים של זרחן רעילים ומציקים: חבוש כפפות מגן.