Výpočet tvarů spekter s chemickou výměnou v NMR

Anotace: Spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR) detekuje jádra atomů s magnetickým momentem. Sledované jádro může díky tzv. chemické výměně přecházet tam a zpět mezi dvěma či více stavy chemickými okolími. Chemická výměna nastává při vratné chemické reakci, přechodu mezi konformacemi molekuly, atd.

Rychlost chemické výměny (tj. kolikrát v průměru přejde dané jádro mezi stavy za sekundu) a další parametry chemické výměny ovlivňují tvar spektra NMR (viz obr.). Proto lze fitováním naměřených spektrálních tvarů získat podrobné informace o probíhajících dějích. Výpočet spektrálních tvarů je založen na kvantové mechanice, v některých případech však lze použít i přístupy klasické fyziky.

Cílem tohoto studentského projektu je spočítat analyticky nebo numericky spektra vybraných spinových systémů a použít je na fitování skutečných naměřených dat z literatury nebo měření vedoucího projektu. Student se seznámí se spektroskopií NMR se zaměřením na chemickou výměnu. Osvojí si postupy, které se používají u charakterizace např. enzymatických reakcí, komplexů typu host–guest nebo konformační dynamiky.