1.2: Espectrómetros de resonancia magnética nuclear

Un diagrama de bloques de un espectrómetro de RMN que utiliza un electroimán se muestra en las figuras 1-2. Para espectros de alta resolución, el imán tendrá caras polares de hasta 12 pulgadas de diámetro, un espacio entre polos de aproximadamente 1.75 pulg., y un campo de hasta 14,000 gauss. El imán es energizado por una fuente de alimentación d-c altamente estable. Si se emplea un oscilador rf de frecuencia fija, uno “barre” a través de la resonancia variando el campo magnético total a través de la inyección de la salida linealmente variable de un “generador de barrido” en bobinas enrolladas alrededor de las caras polares del imán o ubicadas dentro del espacio polar. La salida del generador se sincroniza con la traza a lo largo del eje X de un osciloscopio o grabador gráfico adecuado.

La muestra se coloca dentro del espacio polar y se somete al campo magnético alterno rf producido al pasar una corriente a-c de alta frecuencia a través de la bobina del oscilador. El detector sirve para captar cambios en la magnetización de los núcleos inducidos por el oscilador rf, y la señal del detector se alimenta al eje Y del oscilioscopio o registrador gráfico. Un espectrograma de resonancia nuclear es así una gráfica de la señal del detector contra el campo magnético a una frecuencia constante del oscilador.

El estado de cosas en las inmediaciones de la muestra se muestra en la Fig. 1-3. Se verá que la bobina del oscilador está orientada con su eje perpendicular al campo magnético principal. La bobina receptora está sintonizada a la frecuencia del oscilador pero está orientada con su eje perpendicular tanto a la dirección del campo magnético principal como al eje de la bobina del oscilador. Esta disposición se utiliza para minimizar la sobrecarga del receptor necesariamente sensible que resultaría del acoplamiento directo entre las bobinas del oscilador y del receptor. Por lo tanto, una señal de resonancia nuclear surge de un acoplamiento indirecto entre las bobinas del oscilador y del receptor producido por la propia muestra. Los requisitos para dicho acoplamiento se pueden describir con mayor precisión de la siguiente manera. El campo magnético del oscilador alterna a través de la muestra a lo largo de una dirección. La bobina receptora responde a un campo magnético que alterna perpendicularmente al campo producido por la bobina del oscilador. La señal es el resultado de una magnetización alterna que es inducida en la muestra por el campo del oscilador en una dirección perpendicular al eje de la bobina del oscilador.