RMN multidimensionnelle

Introduction

Dans la majorité des spectroscopies, l'obtention d'un spectre (c'est-à-dire d'une intensité en fonction d'une fréquence) se fait par exploration successive des différentes fréquences. La durée de l'enregistrement est limitée par la vitesse de balayage de ce spectre, compte tenu des artefacts que cela peut génèrer.

Dans le cas de la Résonance magnétique nucléaire (RMN), l'enregistrement de spectres peut se faire :

• soit dans le domaine de fréquences (RMN onde continue),
• soit dans le domaine des temps (RMN impulsionnelle par transformée de Fourier).

On doit à Richard R. Ernst, prix Nobel de Chimie 1991, la découverte de la RMN impulsionnelle. En onde continue, seule une partie des spins à la fréquence courante d'excitation ne contribue à un instant donné au signal. En RMN impulsionnelle, la totalité des spins est excité en même temps par une impulsion radiofréquence courte par conséquent non sélective; après celle-ci, le recepteur est ouvert et le signal de précession libre (FID en anglais) est mesuré et digitalisé. Comme il contient les contributions de la plupart de noyaux, son interprétation directe n'est pas envisageable. En utilisant la transformée de Fourier, on calcule un spectre en fréquence formellement analogue au spectre obtenu classiquement par enregistrement onde continue.

L'acquisition d'un spectre ne demande qu'une à deux secondes et en répétant l'expérience fois, on augmente le rapport Signal/Bruit d'un facteur.

RMN à deux dimensions

Le principe a été proposé de manière informelle par Jean Jeener au cours d'une conférence en Yougoslavie en 1973 et formalisé par l'équipe de Richard Enrst en 1976.

La spectroscopie de corrélation vise à mettre en évidence l'existence d'une interaction nucléaire entre un spin A et un spin B par l'observation d'un signal ayant la fréquence de A (dans la dimension 1) et la fréquence de B (dans la dimension 2). Pour comprendre cette notion, considérons une réaction chimique partant d'un produit A (rouge) et conduisant à un produit B (bleu)  : on caractérise le produit de départ (couleur rouge), on laisse la réaction se produire et on caractérise le produit final (couleur bleue). La RMN à une dimension sert à voir la couleur des deux composés (sans établir de relations entre eux), la spectroscopie de corrélation (RMN à deux dimensions) nous informe que le produit rouge se transforme (interagit) en un produit bleu.

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