NMR Spectroscopy in Hindi | एनएमआर

NMR Spectroscopy in Hindi का मतलब परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी है। एनएमआर एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में रखे गए अणुओं के नाभिक के साथ रेडियोफ्रीक्वेंसी (आरएफ) विद्युत चुम्बकीय विकिरण के interaction को रिकॉर्ड करके अणुओं का अध्ययन करना है |

Zeeman ने पहली बार उन्नीसवीं शताब्दी के उत्तरार्ध में एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के अधीन कुछ नाभिकों के अजीब व्यवहार को देखा, लेकिन तथाकथित “Zeeman प्रभाव” को केवल 1950 के दशक में व्यावहारिक उपयोग में लाया गया जब NMR स्पेक्ट्रोमीटर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हो गए।

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Basics of NMR Spectroscopy In Hindi

परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) को पहली बार 1945 के अंत में प्रयोगात्मक रूप से पाया गया था, जिसमें फेलिक्स बलोच, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय और एडवर्ड परसेल, हार्वर्ड विश्वविद्यालय के समूहों द्वारा लगभग समवर्ती कार्य किया गया था। पहला एनएमआर स्पेक्ट्रम पहली बार फिजिकल रिव्यू के जनवरी 1946 के अंक में प्रकाशित हुआ था। परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी पर उनके शोध के लिए बलोच और परसेल को संयुक्त रूप से भौतिकी में 1952 का नोबेल पुरस्कार दिया गया।

परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) स्पेक्ट्रोस्कोपी कार्बनिक रसायनज्ञों के लिए एक महत्वपूर्ण विश्लेषणात्मक उपकरण है। एनएमआर की मदद से जैविक प्रयोगशाला में अनुसंधान में काफी सुधार हुआ है। यह न केवल एक अणु की संरचना के बारे में जानकारी प्रदान कर सकता है, बल्कि यह एक नमूने की सामग्री और शुद्धता भी निर्धारित कर सकता है। प्रोटॉन (1H) NMR कार्बनिक रसायनज्ञों द्वारा सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली NMR विधियों में से एक है। अणु में प्रोटॉन आसपास के रासायनिक वातावरण के आधार पर अलग तरह से व्यवहार करेंगे, जिससे उनकी संरचना को स्पष्ट करना संभव हो जाएगा।

NMR spectroscopy principle in Hindi

एनएमआर सिद्धांत के अनुसार, कई नाभिकों में चक्रण होते हैं, और सभी नाभिक विद्युत आवेशित होते हैं। जब बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की आपूर्ति की जाती है तो जमीनी अवस्था से उच्च ऊर्जा स्तर तक ऊर्जा का स्थानांतरण प्राप्त होता है।

  • सभी नाभिक विद्युत रूप से आवेशित होते हैं और कई में चक्रण होते हैं।
  • बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लागू होने पर जमीनी अवस्था से उच्च ऊर्जा स्तरों में ऊर्जा का स्थानांतरण संभव है।
  • ऊर्जा का स्थानांतरण एक तरंग दैर्ध्य पर होता है जो रेडियो आवृत्ति के साथ मेल खाता है।
  • इसके अलावा, ऊर्जा उसी आवृत्ति पर उत्सर्जित होती है जब स्पिन अपनी जमीनी स्थिति में लौट आती है।
  • इसलिए, संबंधित नाभिक के लिए एनएमआर स्पेक्ट्रम को संसाधित करने से इस स्थानांतरण से मेल खाने वाले सिग्नल का माप मिलता है।

NMR Spectroscopy Working In Hindi

  • नमूने को चुंबकीय क्षेत्र में रखें।
  • एनएमआर संकेतों का उत्पादन करने के लिए रेडियो तरंगों की मदद से परमाणु चुंबकीय अनुनाद में परमाणु नमूने को उत्तेजित करें।
  • संवेदनशील रेडियो रिसीवर के साथ इन एनएमआर संकेतों का पता लगाया जाता है।
  • एक अणु में एक परमाणु की अनुनाद आवृत्ति इसके आसपास के इंट्रामोल्यूलर चुंबकीय क्षेत्र द्वारा बदल दी जाती है।
  • यह एक अणु और इसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना के अलग-अलग कार्यात्मक समूहों का वर्णन करता है।
  • परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी मोनोमोलेक्युलर कार्बनिक यौगिकों की पहचान करने का एक निर्णायक तरीका है।
  • यह विधि एक अणु की प्रतिक्रिया की स्थिति, संरचना, रासायनिक वातावरण और गतिशीलता का विवरण प्रदान करती है।

Chemical Shift in NMR Spectroscopy in Hindi

स्पिन चार्ज नाभिक एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जिसके परिणामस्वरूप स्पिन के समानुपाती चुंबकीय field होता है। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में, दो चक्रण अवस्थाएं मौजूद होती हैं; एक ऊपर की ओर घूमता है और दूसरा नीचे की ओर, जहां एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित होता है और दूसरा इसका विरोध करता है।

रासायनिक बदलाव को spinning प्रोटॉन की resonant आवृत्ति और reference अणु के संकेत के बीच अंतर के रूप में जाना जाता है। आणविक संरचना निर्धारण के लिए परमाणु चुंबकीय अनुनाद रासायनिक बदलाव सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक है। ऐसे विभिन्न नाभिक भी हैं जिन्हें NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी, 1H (प्रोटॉन), 13C (कार्बन 13), 15N (नाइट्रोजन 15), 19F (फ्लोरीन 19), और कई अन्य द्वारा पता लगाया जा सकता है। 1H और 13C सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। 1H की परिभाषा क्योंकि यह NMR की स्पेक्ट्रोस्कोपी का बहुत वर्णनात्मक है। दोनों नटों में अच्छा चार्ज होता है और वे लगातार बादल की तरह चलते रहते हैं। यांत्रिकी के माध्यम से, हम सीखते हैं कि गति में आवेश एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। NMR में, जब हमें रेडियो फ्रीक्वेंसी (Rf) विकिरण नाभिक तक पहुँचता है, तो यह नाभिक और उसके चुंबकीय क्षेत्र को घूमने का कारण बनता है |

NMR Spectroscopy Instrumentation In Hindi

इस Instrument के नौ प्रमुख भाग होते हैं। उनकी चर्चा नीचे की गई है:

Sample holder – यह एक कांच की नली होती है जो 8.5 सेमी लंबी और 0.3 सेमी व्यास की होती है।

Magnetic coil – जब भी करंट प्रवाहित होता है तो चुंबकीय कॉइल एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।

Permanent Magnet – यह 60 – 100 मेगाहर्ट्ज पर एक समान चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करने में मदद करता है

Sweep generator – पहले से लागू चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को संशोधित करता है।

Radiofrequency Transmitter – यह रेडियो तरंगों की एक शक्तिशाली लेकिन छोटी pulse पैदा करता है।

Radiofrequency – यह रिसीवर रेडियो फ्रीक्वेंसी का पता लगाने में मदद करता है।

RF Detector – यह अनवशोषित रेडियो आवृत्तियों को निर्धारित करने में मदद करता है।

Recorder – यह आरएफ डिटेक्टर द्वारा प्राप्त एनएमआर संकेतों को रिकॉर्ड करता है।

Readout System – एक कंप्यूटर जो डेटा रिकॉर्ड करता है।

NMR Spectroscopy Techniques in Hindi

  1. Resonant Frequency

यह सिग्नल की अवशोषण और तीव्रता की ऊर्जा से संबंधित है, जो चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के सीधे आनुपातिक हैं। जब एक चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, एनएमआर सक्रिय नाभिक आइसोटोप के लिए विशिष्ट आवृत्ति पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अवशोषित करता है।

  1. Acquisition of Spectra

एक रेडियोफ्रीक्वेंसी पल्स के साथ नमूने को exciting करने पर, एक परमाणु चुंबकीय अनुनाद प्रतिक्रिया प्राप्त होती है। यह एक बहुत कमजोर संकेत है और इसे लेने के लिए एक संवेदनशील रेडियो रिसीवर की आवश्यकता होती है।

NMR Spectroscopy Applications In Hindi

NMR spectroscopy is a spectroscopy technique used by chemists and biochemists to investigate the properties of organic molecules, although it is applicable to any type of sample that has a spin-containing nucleus.

For example, NMR can quantitatively analyze a mixture containing known compounds. NMR can be used either to match against spectral libraries or to directly predict native structures for unknown compounds.

Once the parent structure is known, NMR can be used to determine molecular structure in solutions as well as to study physical properties at the molecular level, such as conformational exchange, phase change, solubility and diffusion.

एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी कार्बनिक अणुओं के गुणों की जांच करने के लिए रसायनज्ञों और जैव रसायनज्ञों द्वारा उपयोग की जाने वाली एक स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीक है, हालांकि यह किसी भी प्रकार के नमूने पर लागू होता है जिसमें स्पिन युक्त नाभिक होता है।

उदाहरण के लिए, NMR ज्ञात यौगिकों वाले मिश्रण का मात्रात्मक विश्लेषण कर सकता है। NMR का उपयोग या तो वर्णक्रमीय पुस्तकालयों के विरुद्ध मिलान करने के लिए या अज्ञात यौगिकों के लिए मूल संरचनाओं की सीधे भविष्यवाणी करने के लिए किया जा सकता है।

एक बार मूल संरचना ज्ञात हो जाने के बाद, NMR का उपयोग समाधानों में आणविक संरचना को निर्धारित करने के साथ-साथ आणविक स्तर पर भौतिक गुणों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि conformational exchange, phase change, solubility and diffusion.

Limitations of the NMR Spectroscopy and Ways to Overcome In Hindi

कार्बनिक रसायन विज्ञान में उपयोग की जाने वाली प्रमुख तकनीकों में से एक एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी है। हालाँकि, इस तकनीक की कुछ सीमाएँ हैं जो इसका उपयोग करते समय आपके रास्ते में आ सकती हैं। नीचे आपको एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी की सीमाएं मिलेंगी और आप उन्हें दूर करने के लिए क्या कर सकते हैं।

  1. Sensitivity

एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी एक लचीली विधि है, हालांकि इसकी कम संवेदनशीलता के कारण, यह अक्सर विफल हो जाती है। मेटाबोलॉमिक्स या अन्य जटिल प्रतिक्रियाओं की जांच करते समय यह एक बड़ा नुकसान है। एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी में संवेदनशीलता का मुद्दा कई तरीकों से हल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आप NMR प्रयोगों के दौरान संवेदनशीलता को बेहतर बनाने के लिए उन्नत हार्डवेयर का उपयोग कर सकते हैं।

  1. Magnetic Field Drift

चुंबकीय क्षेत्र में drift का NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ता है, जिससे विकृत रेखाएँ और वर्णक्रमीय रिसाव होता है। यह परिणामों की व्याख्या को बहुत कठिन बना सकता है। ऐसे मामलों में, माप रिकॉर्ड करते समय आप चुंबकीय क्षेत्र में कुछ सुधार कर सकते हैं। इसके लिए एनएमआर सॉल्वैंट्स में ड्यूटेरियम का पता लगाया जाता है, जो चुंबकीय क्षेत्र के बहाव को ट्रैक करने में सक्षम बनाता है। अगला, कमरे के तापमान पर इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग करके कोर क्षेत्र में समायोजन किया जाता है।

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