Quelles sont les bases de la RMN ?
Instrumentation en RMN
Lien entre Instrumentation & Gain en rapport signal/bruit et en résolution
- L’énergie de la transition de spin nucléaire est proportionnelle à B0. Le rapport signal/bruit du signal RMN dépend donc de :
- Bo2
- μ ∝ γ
- (Nα – Nβ) ∝ γ
- du flux magnétique mesuré par le système de détection ∝ γ
- Les déplacements chimiques sont indépendants par définition de B0 mais les fréquences de résonance en dépendent. L’écart entre deux fréquences est donc proportionnel à B0
Référence : Nuclear Magnetic Resonance, P. J. Hore, édition Oxford Chemistry Primers, ISBN : 978-0198556824
La limitation majeure intrinsèque de la RMN est sa faible sensibilité due en grande partie à la faible différence de populations de spins à l’équilibre thermodynamique. Selon la distribution de Boltzmann, environ un spin parmi 10000 est excité au cours d’une experience RMN (T=300K, B0= 9,4 Tesla, RMN H-1). Cet ordre de grandeur de sensibilité est largement en-deçà de celui des spectroscopies électroniques.
Les solutions possibles actuellement pour augmenter le rapport signal/bruit sont :
- l’augmentation du champ magnétique. Le champ magnétique stable et homogène le plus élevé disponible est de 23,5 Tesla (1 GHz ~ 12M€). A l’horizon 2020, le premier spectromètre 1,2 GHz est attendu
- l’utilisation de « cryosondes » ou sondes refroidies à l’hélium ou au diazote liquide pour diminuer la contribution du bruit électronique et thermique (~ 200 k€)
- l’exploitation de la polarisation électronique transférée à la polarisation nucléaire
- Dynamic Nuclear Polarisation (~ 300 k€)
- PHIP : Para-Hydrogen Induced Polarisation (~ 20 k€)
