特定¹H原子核の運動性評価

概要

溶液NMRを用いて¹H原子核の緩和時間を解析し、溶液内における分子の状態や運動性、分子間相互作用等を評価することが可能です。弊社では、通常の1次元の緩和測定を2次元NMRに展開し、¹Hピーク重複領域においても各¹H原子核の緩和時間を解析可能です。今回は、2次元¹H-¹³C HSQC測定をベースとした¹H原子核の縦（T₁^H）緩和時間の解析例をご紹介します。

分析方法・分析装置

・分析方法：2次元¹H-¹³C T₁^H –HSQC^{*1　　　 *1} Heteronuclear single quantum coherence
・分析装置：700MHz NMR、500MHz NMR

以下にパルスシーケンスダイアグラムを示します。

試料

ラクトース（ガラクトースとグルコースがβ-1,4-グリコシド結合した二糖）の重水溶液（5wt%）

結果

ラクトースの1次元¹H NMRスペクトルとT₁^H緩和時間解析結果を図2に示します。単独で存在する¹HピークについてはT₁^H緩和時間を算出することができますが、ピーク重複領域は一意的なT₁^H緩和時間の算出は不可能でした。
今回、2次元¹H-¹³C T₁^H–HSQCにより¹³C方向に各¹Hピークを分離することで、ピーク重複領域の各¹H原子核についても一意的なT₁^H緩和時間の算出が可能となりました（図3）。ガラクトース（Gal）残基内においても、1位（グリコシド結合部位）の¹Hの方が3位の¹HよりもT₁^H緩和時間が短く、局所的な分子運動が制限されていることが分かりました。

まとめ

¹H原子核のT₁^H緩和時間を解析することで、分子の状態や運動性を評価することが可能です。有機化合物の分子構造の確認や相互作用の検出、分子サイズの評価等に役立つと期待されます。