Tietokoneistettu NMR-spektroskopia : uuden sukupolven käyttöliittymä ja spektrianalyysi

Abstract

Korkean resoluution NMR-spektroskopia eroaa muista molekyylispektroskopioista siinä, että jopa kaikkein monimutkaisimmat, tuhansista yksittäisistä spektriviivoista muodostuvat spektrit voidaan esittää vain muutaman parametrin avulla käyttämällä kvanttimekaanista teoriaa. Tietokoneistetun NMR-spektrianalyysin tarkoituksena on määrittää nämä parametrit havaitusta spektristä kvanttimekaanisen spektrianalyysin (QMSA) avulla. Tutkielmassa käydään läpi tietokoneistetun NMR-spektroskopian taustahistoriaa ja teoriaa sekä sivutaan sen eri käyttökohteita. Tutkielman kokeellisessa osassa luotiin käyttöliittymä (ChemAdder) tietokoneistettuun NMR-spektroskopiaan erikoistuneeseen tietokoneohjelmaan, joka toimii yhdessä laskutoimituksia tekevän Fortran-ohjelman (SpinAdder) kanssa. Ohjelma soveltuu hyvin myös perinteiseen spektrianalyysiin, ja se tukee tällä hetkellä JCAMP-DX-spektriformaattia (1D ja 2D). Käyttöliittymä toteutettiin Qt:lla, joka on moderni alustariippumaton ohjelmistojen ja graafisten käyttöliittymien C++ kehitysympäristö. QMSA:n yksi lupaavimmista sovellutuksista on erilaisten seosten, kuten biologisten nesteiden kvantitatiivinen analyysi. Ohjelman avulla voidaan rakentaa, tallentaa ja käyttää tehokkaasti adaptiivisia spektrikirjastoja (ASL), jotka sisältävät esimerkiksi metaboliittien spektrit parametritiedostoina. Parametritiedostojen koko on murto-osa alkuperäisistä spektreistä ja niitä käyttämällä analyysissä tarvittavat varsinaiset spektrit voidaan simuloida hetkessä missä tahansa kentässä, käyttämällä mitä tahansa juovan muotoa tai leveyttä. Ohjelman sisältämä ASL-apuri mahdollistaa lähes automaattisen suurienkin spektriaineistojen käsittelyn muutamalla klikkauksella spektridatasta pylväsdiagrammiin ja CSV-tiedostoon. ChemAdder-projektin kotisivu, posteriesitys ja video löytyvät osoitteesta http://chemadder.com.