DE2656166A1

DE2656166A1 - Verfahren und spektrometer fuer zweidimensionale gyromagnetische resonanzspektroskopie

Info

Publication number: DE2656166A1
Application number: DE19762656166
Authority: DE
Inventors: Richard R Ernst
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1975-12-15
Filing date: 1976-12-10
Publication date: 1977-10-13
Also published as: US4045723A; SU980637A3; CA1063173A; JPS6193941A; GB1565998A; CH600336A5; NL7613891A; JPS5289379A; FR2335843A1; JPH027022B2; JPH0113054B2; FR2335843B1; DE2656166C2

Description

Gruppe gyromagnetischer Körper gekoppelt sind, beispielsweise Protonen, und die FID-Resonanz detektiert wird. Ein entkoppelndes hochfrequentes Magnetfeld wird während der freien Induktionszerfall-Resonanz der ersten Gruppe an die zweite Gruppe angelegt, um die Spins der beiden Gruppen während des Detektierens der Resonanz der ersten Gruppe zu entkoppeln. Die Dauer des Entkopplungseffekts wird von einer freien Induktionszerfall-Resonanz zur nächstfolgenden geändert, und die detektierten Resonanzdaten werden in Abhängigkeit von der Änderung im Entkoppeleffekt gespeichert. Die detektierten Resonanzdaten, die eine Funktion von zwei Zeitintervallen sind, werden dann doppelt in die Frequenzdomäne Fourier-transformiert und als zweidimensionale Darstellung ausgegeben, um die Multiplett-Struktur der Spektren der ersten Gruppe der gyromagnetischen Körper aufzulösen.

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein die gyromagnetische Resonanzspektroskopie und insbesondere ein verbessertes Verfahren für diese Spektroskopie, bei dem die Multiplett-Struktur gekoppelter gyromagnetischer Resonatoren aufgelöst wird.

Die kernmagnetische Resonanz von Kohlenstoff-13 ist bereits sehr wichtig geworden für die Untersuchung der Struktur von organischen Molekülen in Lösung und im festen Zustand. Das hervorstechende Merkmal der ^C-Resonanz ist sicher eine Möglichkeit, vollständig Protonen-entkoppelte Spektren mit einer einzigen Resonanzlinie für jeden Kohlenstoffplatζ zu erhalten. Das vereinfacht die Spektren großer Moleküle. Obwohl gekoppelte Spektren, d.h., gekoppelte Spektren von Proton-Kohlenstoff und Proton-Stickstoff wesentlich mehr

..-/3 7 09841/0554

Information enthalten, können sie oft nicht vollständig analysiert werden, wegen der erheblichen Überlappung verschiedener Multipletts. Ein hervorragendes Beispiel gekoppelter Kerne sind Proton-gekoppelter Kohlenstoff-13 und Proton-gekoppelter Stickstoff-15 und möglicherweise Proton-gekoppeltes Deuterium. Die Verwendung von Kohlenstoff-13 und Stickstoff-15 und möglicher Deuterium-Spektren ist besonders interessant für die Untersuchung von komplexen Molekülen wie Biomolekülen, Enzymen, Peptiden, Proteinen und allgemein komplizierten organischen Molekülen.

Bis jetzt sind die meisten Spektren seltener Kerne in vollständig Proton-entkoppeltem Betrieb aufgezeichnet worden, so daß Proton-Kohlenstoff- oder Proton-Stickstoff-Kopplungen eliminiert wurden, um die Spektren zu vereinfachen. Das Problem bei der Vereinfachung der Spektren durch Entkopplung der Protonen von den anderen beobachteten Kernen besteht darin, daß alle Information, die in den Kopplungskonstanten enthalten ist, zerstört wird. Eine Möglichkeit, die in den heteronuklearen Kopplungskonstanten enthaltene Information teilweise wiederzugewinnen, ist ein Verfahren einer Entkopplung neben der Resonanz (off-resonance). Dieses Entkopplungsverfahren erlaubt jedoch keine quantitative Analyse der Resultate und schwache Kopplungen werden vollständig eliminiert. Daraus resultiert, daß eine vollständige Interpretation der Multiplett-Struktur von seltenen Kernen nur für einfache Spektren möglich ist, d.h. von kleinen Molekülen.

Zusammenfassung der Erfindung

Hauptziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung verfügbar zu machen, mit der Multiplett-Strukturen von untersuchten Spektren aufgelöst werden können.

.../4 709841/0654

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Zug von vorübergehenden gyrömagnetischen Resonanzen des freien Induktionszerfalls (FID) einer gekoppelten ersten Gruppe gyromagnetischer Körper erhalten. Die Resonanz der ersten Gruppe -gyromagnetische r Körper wird periodisch von einer zweiten Resonatorgruppe entkoppelt, um gekoppelte und entkoppelte Perioden der Resonanz während jeder Resonanz.des freien Induktionszerfalls der ersten Resonatorengruppe zu erhalten. Die Dauern der gekoppelten und entkoppelten Perioden werden in aufeinanderfolgenden vorübergehenden Resonanzen geändert, und die Resonanz der ersten Gruppe wird während der entkoppelten Periode detektiert. Die Daten von aufeinanderfolgenden Zerfallsvorgängen werden in Abhängigkeit von der sich ändernden Dauer der gekoppelten zu den entkoppelten Perioden analysiert, um gyromagnetische Resonanzdaten über die erste Resonatorgruppe abzuleiten, aus der vereinfachte gyromagnetische Resonanz-Spektraldaten abgeleitet werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die detektierten transformierten gyrömagnetischen Resonanzdaten zweidimensional von der Zeltdomäne in die Frequenzdomäne Fourier-transformiert, um zweidimensionale Spektraldaten zu erhalten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die zweidimensionalen Spektraldaten in einer zweidimensionalen Aufzeichnung ausgegeben, so daß die Multiplett-Strukturen der Spektren sichtbar durch einfache Betrachtung der Ausgabe aufgelöst werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Empfindlichkeit der Spektraldaten dadurch erhöht, daß ein entkoppelndes hochfrequentes Feld angelegt wird, ehe

.../5 709841/0554

die Resonanz der freien Induktionszerfalls der untersuchten Resonatoren induziert wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden" die Multiplett-Strukturen, die einem speziellen gyromagnetischen Resonatorplatz zugeordnet sind, beispielsweise einer Kohlenstoffstelle in einem komplexen Molekül, selektiv dadurch beobachtet, daß sein Beitrag aus den Beiträgen der anderen Plätze während des freien Induktionszerfalls der Resonanz mittels eines analogen oder digitalen Bandpassfilters ausgewählt wird, mittels eines phasenempfindlichen Detektors, der mit einer geeigneten Referenzfrequenz angetrieben wird, oder höchst einfach durch Einstellung der Trägerfrequenz des Spektrometers auf diese spezielle Resonanz und Verwendung eines Tiefpassfilters. Auf diese Weise wird der zur Analyse der Daten erforderliche Computerspeicher erheblich reduziert.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die gekoppelten und entkoppelten Perioden reversiert und die Resonanz des freien InductionsZerfalls wird nur während einer Spin-gekoppelten Periode des FID detektiert, so daß die erforderliche Anzahl von Resonanzen minimiert wird, um alle Multiplett-Strukturen aufzulösen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen:

Fig. 1 schematisch, teilweise als Blockschaltbild, ein Spektrometer für die gyromagnetische Resonanz mit Merkmalen der Erfindung;

Fig. 2 ein Proton-entkoppeltes Spektrum der gyromagnetischen Resonanz für die Kohlenstoff-13-Plätze a, b und c des n-Hexan-Moleküls, das

709841/0554 "*^/6

unterhalb des Spektrums in Fig. 2 dargestellt ist;

Fig. 3 ein Proton-gekoppeltes gyromagnetisches ResonanzSpektrum für die Kohlenstoff-13-Plätze des Moleküls nach Fig. 2 mit Veranschaulichung der Multiplett-Strukturen, die mit jedem der Proton-gekoppelten Kohlenstoff-13-Plätze a, b und c assoziiert sind;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der

Zeitgabe des Protonen-Entkopplungsfeldes und des Resonanzsignals für den freien Induktionszerfall für die Kohlenstoff-13-Plätze, wie es von einem Spektrometer nach Fig. 1 gewonnen wird;

Fig. 5 eine zweidimensionale Aufzeichnung der Resonanzspektraldaten, die mit dem Spektrometer nach Fig. 1 gewonnen wurden, und

Fig. 6 ein Programmflußplan für einen Computer für das Programm des Computers in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein gyromagnetisches Resonanzspektrometer 11 mit Merkmalen der Erfindung dargestellt. Kurz gesagt, das Spektrometer 11 weist einen Behälter 12 auf, der gyromagnetische Resonatoren enthält, beispielsweise Atomkerne oder unpaarige Elektronen, die analysiert werden sollen. In einem typischen Ausführungsbeispiel kann der Probenbehälter 12 relativ komplexe Moleküle enthalten, beispielsweise Biomoleküle, Enzyme, Peptide, Proteine oder allgemein komplizierte organische Moleküle.

Eine gemeinsame Sende-Empfangs-Spule 13 ist koaxial um den Behälter 12 herum angeordnet; diese Spule ist in axialer Ausfluchtung mit der Y-Achse des in Fig. 1 angedeuteten cartesischen Koordinatensystems gewickelt. Die

709841/0554 '"^/?

einzige Senae-Empfangs-Spule 13 ist mit einem Einspulen-Spektrometer 14 für die gyromagnetische Resonanz verbunden, beispielsweise Varian Modell CFT-20 oder Bruker Modell SPX 4-100.

Die zu untersuchende Probe ist in einem relativ kräftigen unidirektionalen magnetischen Polarisationsfeld Hq angeordnet, das zwischen den Polschuhen 15 und 16 eines relativ großen Elektromagneten angeordnet ist, beispielsweise einem Elektromagneten mit 38il cm (15 Zoll) Polschuhdurchmesser.

Das Spektrometer 14 ist mit einem Digitalrechner 17 interfaced, beispielsweise Varian 620/L-100, mit einem 12 k Bit-Speicher, und zwar über einen Analog-Digital-Wandler Ein Ausgang des Computers 17 wird einem Ausgabedrucker 18 zugeführt, um zweidimensionale Spektralausgaben der Resonanzspektren der untersuchten Probe zu erhalten. Eine typische zweidimensionale Ausgabe ist in Fig. 5 dargestellt. Eine Synchron- und Befehls-Leitung 21 liefert Signale vom Computer 17 zum Spektrometer 14, um das Spektrometer unter die Kontrolle des Computers 17 zu bringen.

Ein Spin-Entkoppler 22 ist mit dem Computer 17 interfaced und steht über Synchron- und Befehls-Leitung 23 unter der Steuerung vom Computer 17- Der Spin-Entkoppler legt hochfrequente Energie an die zu untersuchende Probe an, um die Resonanz der untersuchten magnetischen Resonatoren von anderen gekoppelten Resonatoren zu entkoppeln, beispielsweise anderen heteronuklearen gyromagnetischen Resonatorkörpern, die mit den untersuchten gyromagnetischen Resonatorplätzen gekoppelt sind. Im Falle einer Kohlenstoff -13-Probenstelle, die untersucht werden soll, legt der Spin-Entkoppler 22 ein Band hochfrequenter Energie an die Probe, wobei die Polarisation des entkoppelnden

709841 /0554 .../8

- 9T-

Magnetfeldes senkrecht zur Richtung des Polarisationsfeldes H steht. Im Falle einer breitbandigen Entkopplung wird die Anregung so ausgewählt, daß ihre Bandbreite ausreicht, um das Resonanzspektrum der zu entkoppelnden Resonatoren zu überdecken. Im Falle von Protonen sollte die Bandbreite der Anregung ausreichend breit sein, d.h., einige Tausend Hertz, um das gyromagnetische Resonanzspektrum der zu entkoppelnden Protonen zu überdecken.

Das magnetische Spin-Entkopplungsfeld wird dadurch an die Probe gelegt, daß die HF-Leistung vom Entkoppler 22 in eine zweite Spule 28 gekoppelt wird, die orthogonal zur Sende-Empfangs-Spule 13 und zur Richtung des magnetischen Polarisationsfeldes H„ angeordnet ist. Der Elektromagnet, der das Polarisationsfeld liefert, weist typischerweise eine Feld-Frequenz-Verrastung oder eine Fluß-Stabilisierung auf, die nicht dargestellt sind und in üblicher Weise ausgelegt sind, um die Intensität des magnetischen Polarisations feldes Hq mit der Frequenz einer vorgegebenen gyromagnetischen Resonanzlinie einer Probe in der konventionellen Weise zu verrasten.

Die Arbeitsweise des zweidimensionalen Spektrometers 11 für die gyromagnetische Resonanz nach Fig. 1 soll nunmehr anhand von Fig. 1 bis 5 erläutert werden. Im Betrieb legt das Spektrometer 14 einen Impulszug eines hochfrequenten Magnetfeldes über Spule 13 an die zu untersuchende Probe im Behälter 12. Die Frequenz des angelegten hochfrequenten Magnetfeldes wird bei der Resonanzfrequenz der zu untersuchenden gyromagnetischen Resonatoren gewählt, beispielsweise die Kohlenstoff-13-Kerne der Probe, beispielsweise des h-Hexan-Moleküls, das in Verbindung mit Fig. 2 dargestellt ist.

.../9 709841/0554

Die Stärke des angelegten magnetischen HF-Feldes wird so gewählt, daß während der Dauer jedes HF-Impulses die nuklearen magnetischen Bewegungen der gyromagnetischen Resonatoren der Probe, die beobachtet werden sollen, beispielsweise der Kohlenstoff-13-Kerne, relativ zur Richtung des magnetischen Polarisationsfeldes Hq gekippt werden, d.h., sie werden gekippt, um eine Projektion auf die XY-Ebene zu erhalten. Im Anschluß an den Impuls 25 (beispielsweise ein 90°-Impuls), nämlich bei t treten die gyromagnetischen Resonatoren, d.h. in diesem Falle die Kohlenstoff-13-Kerne, in ein Resonanzsignal des freien Induktionszerfalls (FID) der Art, wie es durch den Spannungsverlauf 26 in Fig. 4- dargestellt ist. Den Kernen wird erlaubt, ihren freien Induktionszerfall in einem gekoppelten Modus für eine Zeitspanne t-, fortzuführen, d.h., die Kohlenstoff-13-Kerne sind magnetisch mit den Proton-Kernen, die jedes der Kohlenstoff-Atome a, b und c umgeben,spingekoppelt. Während dieser Periode ist der Spannungsverlauf 26 charakteristisch für das Spektrum in Fig. 3, wobei die Multiplett-Strukturen der Kerne a, b und c einander überlappen. Dementsprechend ist es der Zweck der Erfindung, die Multiplett-Struktur a, b und c in der Weise aufzulösen, d.h. zu trennen, daß sie leicht mit den jeweiligen Kohlenstoffplätzen oder entkoppelten Resonanzlinien a, b und c nach Fig. 2 identifiziert werden können. Im Anschluß an das Intervall t, wird deshalb der Protonen-Entkoppler 22 eingeschaltet und der FID 26 wird vom Analog-Digital-Wandler 18 in gleichen Zeitintervallen abgefragt, beispielsweise 0,5 Millisekunden, und zwar für Ή Proben während der Zeitspanne tp. Der Spin-Entkoppler 22 legt eine relativ breitbandige Energie an die zu untersuchende Probe an, um die Resonanz der Protonen-Spektrallinien anzuregen, so daß die Protonen von den untersuchten Kohlenstoff-13-Kernen spinentkoppelt werden. Das Experiment wird für M unterschiedliche Werte von t, wiederholt, die

709841/0554 .../io

-'edoch gleiche Abstände haben, wobei in jedem Falle Yi:- :x des Intervalls tp ein 3at.. von K Werten abgefragt w.lrd. '.·■"·.(: L-aten von auf ein&r-dc rf olgenden Experimenten, entspreche: , den unterschiedlichen Werten von t-, , werden in aufeinanderfolgenden Reihen einer Matrix gespeichert, wie in Tab. I angegeben.

Ct₂),

³Il

Tabelle 1

Die maximale Anzahl der Proben, d:. e die ζwe!dimensions Ie Angabe von Spektraldaten repräsentieren, die von der Tabelle abgeleitet werden können, wird durch die verfügbare Speichergröße des Computers 17 begrenzt. Di'-. Daten der Tabelle I werden durch eine zweidimensional' ·-:· Fourier-Transformation transformiert, um eine ζ ;eidiiiie:i-

M N
sionale Spektralanzeige mit ^ χ -^- Proben zu ergeben. Um die Verwendung einer schnellen Fourier-Transformatiors-Rechnerroutine im Computer 17 zu erlauben, werden M und gewöhnlich so ausgewählt, daß sie Potenzen von 2 find. Im Beispiel der Fig. 5 liegt M näher an N.

.../11

708841/0554

Eine bekannte Prozedur, mit der eine feinere Repräsentation einer Fourier-Transformation erhalten werden kann, ist die Addition eines Satzes Nullen zur zu transformierenden Anordnung (The Journal of Magnetic Resonance, Vol. 11, S. 9, 1973). Ein einfaches Verfahren, das nur N(N+2) Speicherplätze erfordert, aber eine NxN-zweidimensionale Anzeige liefert, ist das folgende: N Signale des freien Induktionszerfalls, die aus N Proben bestehen, werden im Speicher gespeichert. Um die erste Fourier-Transformation durchzuführen, werden die K Proben, die den freien Induktionszerfall k repräsentieren (S_ko, Sj₅-T? ··· Sw, ,) in einen getrennten Speicherblock übertragen und werden um IJ Nullwerte erhöht (S-^₀, S_fcl, ... S^_n-1, 0, 0, ..0). Die Fourier-Transformation besteht dann aus N komplexen Werten *ko» *kl» "·' ^kN-I)* ^{Die Eealteile} (^ß _ko> ^E _kl> ···> ^rn_i) werden allein beibehalten und werden anstelle der ursprünglichen Signale des freien Induktionszerfalls (FID) zurückgespeichert. Nach Transformation aller FID¹s wird die Matrix (Rj.) transponiert, (K,.) —^(^-πς)? ^VJ1^ⁱ Ö^ed-^e ßeihe, um N Nullwerte erhöht, wird ein zweites Mal Fourier-

p transformiert. Die absoluten Werte der N komplexen Fourier-Koeffizienten werden dann für die Darstellung eines zweidimensionalen Spektrogramms gemäß Fig. 5 verwendet. Es kann leicht gezeigt werden, daß die Vernachlässigung des Imaginärteils nach der ersten Fourier-Transformation keinen Informationsverlust verursacht und auch die Empfindlichkeit nicht verschlechtert.

Die begrenzte Anzahl von verfügbaren Proben zur Repräsentation j^ecles pid erfordert eine sorgfältige Auswahl der Mittenfrequenz und der Äbfragerate, so daß die räumliche Auflösung ausreichend wird, ohne das Abfragetheorem und die Spiegelfrequenzbedingung zu verletzen, was ein zweidimensionales Spektrogramm ernsthaft stören kann. Die dispersionsähnlichen Teile müssen ebenfalls

709841/0554 .../12

repräsentiert werden. Dispersionsmodussignale haben eine wesentlich höhere Tendenz, Probleme hinsichtlich Spiegelfrequenz zu verursachen als Absorptionsmodussignale, und zwar wegen der erheblich breiteren Flügel.

Die Anzahl N der Proben ist zu 64 gewählt worden. Das ergibt insgesamt 4096 Probenwerte.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Flußplans für ein Computerprogramm zur Steuerung des Spektrometers 11 und zur Aufnahme und Verarbeitung der Resonanzspektraldaten und zur Anzeige des zweidimensionalen Spektrogramms nach Fig. 5.

Ein Gomputerprogramm zur Programmierung des Computers 17 zwecks Ableitung des zweidimensionalen Spektrogramms mit der Vorrichtung nach Fig. 1 lautet wie folgt:

...A3 709841/0554

— X3~ —

ZWEI PULS ZWEI PHASEN NMR MIT FILTERUNG, EV133, 21-3-1975, RIER *

AR = ZAHL DER ABTASTWERTE IN FID

BR = VERZÖGERUNG DER ABTASTWERTE IN MSEC XR *= VERZÖGERUNG ZWISCHEN EXPERIMENTEN GEMESSEN IN VERZÖGERUNGEN

DER ABTASTWERTE
ACHTUNG: WÄHLE (M-I)/2 = VIELFACHES VON D1/D3

FÜR RICHTIGE PHASE !

OO5OOO

006600 006510 OOO55O 006744

006757 006464

MAP , EQU

INV , EQU

TRAFO , EQU

CRLF , EQU

OUT , EQU

XSQT , EQU

, ORG

005000 000000

005001 002000

005002 006744

005003 006010

005004 OOO317

005005 002000

005006 006757

005007 ooiooo

OO5OIO IO5OOO R

OVER

ΟΟ5ΟΙ2
ΟΟ5ΟΙ3
005014

ΟΟ5ΟΙ5
ΟΟ5ΟΙ6
ΟΟ5ΟΙ7
ΟΟ5Ο2Ο
OOSOPl
00SC22

ΟΟ5Ο23
ΟΟ5Ο24

ΟΟ53ΙΙ 001004

ΙΟ5ΟΙΙ R ΙΟΙΟ32 ΟΟ5ΟΙ5 R ΙΟΙΟ32

005023 R 001000 ΟΟ5ΟΙ7 R 001000 005012 R

ΟΟ5Ο25 054761

005026 054763

ΟΟ5Ο27 Ο5Ο7ΙΙ

ΟΟ5Ο3Ο 064764

ΟΟ5Ο3Ι 074765

CALCULATE LAST

0050*2 024754

ΟΟ5Ο33 ΟΟ5ΟΟΙ

ΟΟ5Ο34 164752

ΟΟ5Ο35 064752

ΟΟ5Ο36 ΟΟ5Ο2Ι

ΟΟ5Ο37 I24745

005040 Ο54745

005041 124746

ENTR CALL

06600 06510 Ο55Ο 06744

06757 06464 O5OOO

CRLF

, LDAI, Ο317 , CALL, OUT

JMP*, OVER

OO5OII 000000 DELAY , ENTR,

, DAR ,

, JAN*, DELAY

, SEN , 032, *

, SEN , 032,*+4

, JMP , *-2

, JMP , DELAY+1

, STA , STA , STA , STB STX

ADDRESS+1 , LDB TZA MUL STB TBA ADD STA , ADD

EC

07II

Dl

D2

N NSQ

AA

NSQ ABBILDE ROUTINE

MATRIX INVERSION FOURIER VORBEREITUNG CRLF

AUSGANG ROUTINE

WURZEL ROUTINE

ÜBERFLUSS ANZEIGE

ZIFFER NULL

VERZÖGERUNGSROUTINE ZÄHLT PERIODEN + 1

ANZEIGE IN A REGISTER (EXT

ZAHL DER ABTASTWERTE

ADDIERE N NULLEN ZU FID VERZÖGERUNG ZW.ABTASTW. VERZÖGERUNG ZW. EXPERIM.

.../14

709841/0554

- vr-

005042 006057

005043 006051 R

005044 024742

005045 004001

005046 064742

* INITIALISIERUNG

005047 034735

005050 006020

005051 020000

005052 OO5OOI

005053 IO3I66

005054 100266

005055 102566

005056 OO5OOI

005057 O55OOO AO

005060 005144

005061 OO5322

005062 001020

005063 OO5O66 R

005064 001000

005065 005057 R

005066 OO5OOI

005067 O5473O

005070 OI4727 Al

005071 002000

005072 OO565O R

005073 002000

005074 OO5224 R

005075 001100

005076 016000

005077 014712

005100 OO53II

005101 O547IO

005102 001010

005103 OO5IO7 R

005104 044713

005105 001000

005106 OO5O7O R

005107 002000 Pl

005110 005561 R-"

005111 014673

005112 024674

005113 O34736

005114 001040

005115 OO512O R

005116 002000

005117 006600

005120 014665

005121 024665

005122 O3473O

005123 001040

005124 OO5127 Ε

005125 002000

005126 006600

STAE , LAPl

, LDB , ASLB , STB ADC UND , LDX , LDBI

TZA OAR EXC CIA TZA STA TXR DBR JBZ

,

» IN

LÖSCHE SPEICHER

, A , 020000

,

, 0266

,

\ 0,1

INITIALISIERUNG ADC

JMP , AO

, TZA

, STA

, LDA

, CALL

, JSSl

, LDA

, DAR

, STA

, JAZ

, INR

, JMP

EXPERIMENT NUMMER

, NEXP , NEXP , FID , FTl 1.FOURIER TRANSFORMATION , 016000 SPRUNG NACH AID

, EC \ EC , NEXP

• Al

CALL , SCAL SKALIER ROUTINE

LDA LDB LDX JXZ

, A

J Ml , *+4

CALL , MAP

LDA LDB LDX JXZ

, AA ,N , Μ2 , *+4

CALL , MAP ÜBERSPRINGE MAP ABBILDUNG DES REALTEILES

ÜBERSPRINGE MAP

ABBILDUNG DES IMAGINJ&TEILEE

.../15

709841/0554

005127 005130 005131 005132 005133 005134 005135 005136

005137 005140 005141 005142 005143 005144 005145 005146 005147 005150 005151 005152 005153 005154-005155 005156 005157 005160 005161 005162 005163 005164 005165 005166 005167 005170 005171 005172 005173 005174 005175 005176 005177 005200 005201 005202 005203 005204 005205 005206 005207 005210 005211 005212 005213

014655 024656 002000 006510 014652 024652 002000 006510 . FOURIER 014645 054661 014644 054660 014643 054645 002000

OO533I R

001100

016000

014650

124634

054646

014646

124631 054644

014632

OO53II

054630

001010

OO5I66 R

001000

OO5145 R

002000

OO556I R

014614

024615 034661 001040

OO5177 R

002000

006600

014606

024606

034653

001040

OO52O6 R

002000

006600

034647

001040

OO5213 R 002000 OO5514 R OI4572

	LDA ,	, A
	» N
	, INV
	, AA
	» N
, LDA	, INV
, LDB
, CALL	, A
, LDA	, IAl
, LDB	, AA
, CALL	, ΤΑ2
TRANSFORMATION	> "
, LDA	, EC
, STA	, FT2
, LDA	016000
	TAl
	N
	TA
P2 \	TA2
, STA	N
, LDA	1A2
STA	EC
CALL
, JSSl	EC
, LDA ,	*+4
, ADD ,	P2
, STA ,	SCAL
, LDA ,	A
, ADD ,	N
, STA ,	M3
, LDA ,	*+4
, DAR ,	MAP
, STA ,	AA
, JAZ ,	N
, JMP ,	M4
, CALL ,	*+4
, LDA ,	MAP
, LDB ,	AV
, LDX ,	*+4
, JXZ ,	ABS
, CALL ,	AA
, LDA ,
, LDB ,
, LDX ,
, JXZ ,
, CALL ,
, LDX ,
, JXZ ,
, CALL ,
»

INVERTIERE REALTEIL INVERTIERE IMAGINÄRTEIL

2. FOURIER TRANSFORMATION

ÜBERSPRINGE ABBILDUNG ABBILDUNG REALTEIL

ÜBERSPRINGE ABSOLUT WERT BERECHNE ABSOLUT WERT

.../16

709841/0554

005214	024572	, LDB	TRAN , ENTR,
005215	034641	, LDX
005216	001040	, JXZ	1
005217	OO5222 R
005220	002000	, CALL
005221	006600		F2 ]
005222	001000	, JMP	, LDB .
005223	016000		, LDX .
	1. FOURIER	TRANSFORMATION	, LDA ,
005224	000000	FTl , ENTR
005225	O24574	, LDB	, LDA .
005226	O34576	, LDX	• ■"
OO5227	014557	, LDA	, Μ5
OO523O	O54565	, STA	, *+4
OO523I	"016000	Fl , LDA
OO5232	O55OOO	, STA	, MAP
OO5233	OO5144	, IXR
OO5234	OO5122	, IBR	, 01600
OO5235	014560	, LDA
005236	OO53II	, DAR
OO5237	O54556	, STA '
005240	001010	, JAZ	, TAl
005241	OO5244 R		, FAl
005242	001000	, JMP	ι N
005243	OO523I R		, Nl
005244	014542	, LDA	, 0,2
OO5245	O5O7II	, STA	, ο,ι
005246	OO5OO2	, TZB	»
OO5247	O34555	, LDX	I
OO525O	002000	, CALL	, NT
OO525I	OOO55O		>
*	SPEICHERE	DENO NUMMER	, NT
OO5252	014557	, LDA	, *+4
OO5253	124533
OO5254	144535	1	, Fl
OO5255	OO5OI4	«
OO5256	124530
OO5257	OO5OI2		y 0711
005260	010714	1	»
005261	O55OOO		, FAl
005262	056000		, TRAFO
005263	002000
005264	005267 R	, ADD
005265	001000	, SUB	, ADMP
005266 *	IO5224 R	, TAX	ι N
*		, ADD .	, EC
005267	, TAB ,
OO527O	, LDA .	! N
OO527I	, STA .	ι
OO5272	) STA ,	, 0714
OO5273	, CALL ,	, 0,1
OO5274		, 0,2
, JMP* ,	, TRAN

RÜCKTRANSFER ROUTINE	, FTl
000000
024531
O34533
014514	, TAl
O54522	, FAl
OI5OOO	ι N
, NT
, 0,1

ÜBERSPRINGE ABBILDUNG ABBILDUNG ABSOLUT WERT

TRANSFER DATEN ZU FAl

ADDIERE N NULLEN

FOURIER TRANSFORMATION

DENO NUMMER

1. BLOCK

2. BLOCK

TRANSFER DATEN ZURÜCK

.../17

709841/0554

	056000	R	F5	1	R	1	R	, STA	FT2 ,	R	1	R	1	ENTR,	2656166
005275	005144			1		, IXR	1				LDB ,	, 0,2 TRANSFERIERE REALTEIL
005276	OO5144	R		1	, IXR		R	1	LDX ,
005277	OO5122			1	, IBR	1		LDA ,
OO55OO	014514			, LDA	1	1	STA ,
005501	OO53II		, DAR	FlO ,	LDA ,	, Nl
005302	O54512		, STA	1	STA ,	♦
005305	001010		, JAZ	1	IXR ,	, NT
005504	OO53IO		1	IBR ,	» *^+Ζ\|-
005505	001000	, JMP	1	LDA ,
005506	OO5274		1	DAR ,	, F2
005307	O24512	, LDB		STA ,
005310	O34515	, LDX		JAZ ,	, ΤΑ2
005311	OO5144	, IXR		, FAl
005312	014475	, LDA	JMP ,
005515	O545OI	, STA		ι N
005314	OI5OOO	, LDA	LDX ,	, NT
005315	056000	, STA	CALL ,	, ο,ι
005316	OO5144	, IXR		, 0,2 TRANSFERIERE IMAGINÄR
005317	OO5144	, IXR	LDA ,
005520	OO5122	, IBR	ASLA ,
005521	014475	, LDA	TZB ,	¹
005522	OO55II	DAR .	STB ,	\ NT
005323	O5447I	STA .	LDX ,
005324	001010	JAZ* .	I NT
005525	105267		, TRAN
005526	001000	JMP ,
005527	OO5515		F5
005550 *		. FOURIER TRANSFORMATION
* 2		000000
005551		024467
005552		O5447I	TAl
005555		OI4452	FAl
005554		054460	N
005555		016000	NT
005556		O55OOO	0,2 TRANSFERIERE REALTEIL
005557		OO5I44	0,1
005540	OO5122
005541	014453
005542	005511	NT
OO5545	O54451
OO5344	001010	NT
OO5545	OO555I	♦+4
005546	001000
OO5547	005556	FlO
OO555O	054455
OO555I	002000	FAl
OO5552	006104	ROT
OO5555	014452
OO5354-	004201	N
005355	OO5OO2	1
005556	O6O7II
005557	O54444	O7II KEINE NULLEN ADDIERT
005360	FAl

.../18

709841/0554

005361 005362 005363 005364 005365 005366 005367 005370 005371 005372 005373 005374 005375 005376 005377 005400 005401 005402 005403 005404 005405 005406 005407 005410 005411 005412 005413 005414 005415 005416 005417 005420 005421 005422

005423 005424

005425 005426 005427 005430 005431 005432 005433 005434 005435 005436 005437 005440 005441 005442 005443 005444 005445 005446

002000 OOO55O 010714

054447

024435

034437

014417

054425

016000 FIl

O55OOO

005144

005122

014420

005311 054416 001010 005404 R 001000

005371 R 034421 002000 006104 R

014377

004201

005002

034413

002000

OOO55O

010714

054416

144414

001010

005442 R

001004

005432 R 024364

034400 002000

005627 R 001000 005442 R 005211 F12 005111 024354 034367 002000

005627 R

014374

054372

014367 F13

124343

144345

005014

124340

, CALL , TRAFO

, LDA

, STA

, LDB

, LDX

, LDA

, STA

, LDA

, STA

, IXR

, IBR

, LDA

, DAR

, STA

, JAZ

, 0714

, DENl

, ΤΑ2

, FA2

, N

, NT

, 0,2

, 0,1

NT

NT *+4

, JMP , FIl

, LDX , FA2

, CALL , ROT

, LDA , N

, ASLA ,

, TZB ,

, LDX , FA2

, CALL , TRAFO

, LDA

, STA

, SUB

, JAZ

, 0714

, DEN

, DENl

, F13

JAN , F12

, LDB , TN

, LDX , FA2

, CALL , SC

, JMP , F13

CPA ,

IAR ,

LDB , TN

LDX , FAl

CALL , SC

LDA , DEN2

STA , DENl

LDA , ADMP

LDA ADD SUB TAX

, EC

ADD , N

TRANSFORMIERE REALTEIL

TRANSFERIERE IMAGINÄRTEIL

TRANSFORMIERE IMAGINÄRTEIL

DEN1=DEN2 KEINE SKALIERUNG

DEN1>DEN2 SKALIERUNG REALTEIL

DEN1^DEN2 SKALIERUNG IMAGINÄRTEIL

SKALIERUNG IMAGINÄRTEIL

SKALIERUNG REALTEIL

SPEICHERE DENO

.../19

709841/0554

005447	005012
005450	014363
005451	O55OOO
005452	056000
005453	014333
005454	054341
005455	034347
005456	024347
005457	016001
005460	004301
005461	056001
005462	015000
005463	004301
005464	146001
005465	O55OOO
005466	016000
005467	004301
005470	056000
005471	015001
005472	004301
005473	126000
005474	055001
005475	005122
005476	005122
005477	005144
OO55OO	005144
005501	014314
005502	005311
005503	054312
005504	001010
005505	005510 E
005506	001000
005507	005457 R
005510	002000
005511	005267 R
005512	001000
005513	105331 R

F14

, TAB

, LDA

, STA

, LDA

, STA

, LDX

, LDB

, LDA

, ASRA

, STA

, LDA

, ASRA

, SUB

, STA

, LDA

, ASRA

, STA

, LDA

, ASRA

, ADD

, STA

, IBR

, IXR

, LDA

, DAE

, STA

, JAZ

, JMP

, CALL

, JMP*

* ABSOLUTWERT EOUTIKE

005514 000000 ABS ,

005515 034267 ,

005516 025000

005517 005001

005520 165000

005521 054305

005522 064305

005523 005041

005524 124263

005525 005014

005526 025000

005527 005001

005530 165000

005531 054277

005532 005021

ΕΚΤΕ

LDX

LDB

TZA

MUL

STA

STB

TXA

ADD

TAX

LDB

TZA

MUL

STA

TBA

DEKl , 0,1 , 0,2

K KT FAl FA2

, 1,2

,

, 1,2

, O₁I

, , 1,2

, ο,ι

0,2

1,1 1

0,2 1,1

' KT

' KT , *+4

, F14 , TEAK , FT2

A 0,1

0,1

Tl

Τ2

KSO 0,1

0,1 Τ3 DEKOEMALISIEEE 1. BLOCK DEKOEMALISIEEE 2. BLOCK

(EEEE-IMIM)/2

(ΙΜΕΕ+ΕΕΙΜ)/2

TBAKSFEEIEEE DATEK ZURÜCK

R*R HO E*E LO

1*1 HO

../2O

709841/0554

	124274	, ADD	2656166	, Τ2
005533	004357	, LSRA	, 017 HOLE ÜBERTRAG
005534	007400	, ROF
005535	124272	, ADD	» ^3
005536	124267	, ADD	, Tl
005537	002001	, JOFM	, OVER
005540	005000 R
005541	002000	, CALL	, XSCT XSCT(RR+II)
005542	006464
005543	005000	, NOP	ι
005544	005000	, NOP	I
005545	O55OOO	, STA	, 0,1 SPEICHERE IN BLC
005546	005041	, TXA
005547	144237 ,	, SUB	\ NSO
005550	005014 ,	, TAX
005551	005144 ,	, IXR
005552	005041 ,	, IXA
005553	144231 ,	, SUB	, AA
005554	001010 ,	, JAZ*	, ABS
005555	105514 R
005556	001000 ,	JMP	, ABS+2
005557	005516 R
005560

BLÖCKE

* SKALIERROUTINE FÜR BEIDE

005561 000000 SCALE , ENTR

005562 034247 ,

005563 024225 ,

005564 015000 ,

005565 054245 ,

005566 015000 Jl ,

005567 144243 ,

005570 001002 .,

005571 005574 R

005572 015000 ,

005573 054237

005574 005144 JO

005575 005322-

005576 001020

005577 005602 R

005600 001000 , JMP , Jl

005601 005566 R

005602 014227 , LDA

005603 054220 , STA

005604 034200 , LDX

005605 024216 J2 , LDB

005606 016000 , LDA

005607 144223 , SUB

005610 024176 , LDB

005611 002000

LDX LDB LDA STA LDA SUB JAP

, LDA , STA , IXR , DBR . JBZ

ADMP

TN

0,1

DEN

0,1

DEN

JO

0,1

DEN

*+4

005612 005627

005613 044210

005614 005041

005615 144233

005616 001004

CALL

INR TXA SUB JAN

ADMP

TAT

0,2

DEN

SC

TAT

LAP I J2

FINDE MAXIMALEN MASSTAB

SKALIERE DATEN BEZGL. DEN

.../21

709841/0554

	005605	R	ZG	SCALE	2656166
	001000		- ar-
005617	105561	R
005620		, JMP* ,
005621

* SKALIER ROUTINE 005622 006010 NOSI

, LDAI , 04-300

KORRIGIERE UNVERNÜNFTIGE VERSCHIEBUNG

005623	004-300	R	SC	R	Sl	R	FID	I	, STA	, si	TAl
005624	O54-OI3							, JMP	, Sl-I	TAT DATEN ADRESSE
005625	001000			R		R			N
005626	005637					, ENTR	, AR=POSITIVe VERSCHIEBl	NT ABTASTWERT ZÄHLER
005627	000000					, ADDI	, 04300 BR=LlNGE DER FOLGE	MAT
005630	006120						P4 SPRINGE WENN GEWICHT = O
005631	004-300			, STA	, Sl XR=I. ADRESSE
005632	O54-OO5		, SUBI	, 04340
005633	00614-0				MT
005634-	004-34-0		, JAP	, NOSI
005635	001002
005636	005622		, LDA	, 0,1
005637	OI5OOO		, ASRA
00564-0	004-300		, STA
00564-1	O55OOO		, IXR
00564-2	005144		, DBR
00564-3	OO5322		, JBZ*	, SC
00564-4-	001020	PO
00564-5	105627		, JMP	, Sl-I
00564-6	001000
00564-7	005637		, ENTR	, ZWEI PULS FID ROUTINE
005650	000000	, STA	, NEXT
005651	O54-I4-7	, TAB
005652	OO5OI2	, TZA
005653	OO5OOI	, MUL	! N
005654-	164-132	, TBA
005655	OO5O2I	, ADD	! A
005656	124-126	, STA	, TAl TA1=A+N*NEXT
005657	O54-I4-2	, ADD	, NSQ
005660	124-127	, STA	, TA2 TA2=TA1 + NSQ
005661	054-14-1	, LDA	> M
005662	014-157	, CPA .
005663	OO52II	, IAR .
005664-	OO5III	, STA ,	I MT MT = -M
005665	054-156	, LDA ,	MA
005666	014-154-	, STA ,	MAT INITIALISIERE GEWICHTS
005667	O54-I57		ADRESSE
		, LDA ,
005670	014-131	» STA ,
005671	054-132	, LDA ,
005672	014114	1 ^STA 1
005673	O54-I22	LDA* ,
005674-	OI7IOO	, JAZ ,
005675	001010
005676	OO5775	TZA ,
005677	OO5OOI	LDB ,
OO57OO	024143

709841/0554

.../22

005701 005702 005703 005704-005705 005706 005707 005710 005711 005712 005713 005714 005715 005716 005717 005720 005721 005722 005723 005724-005725 005726 005727 005730 005731 005732 005733 005734-

005735 005736 005737 00574-0 00574-1 00574-2 00574-3 00574-4-00574-5 00574-6 00574-7 005750 005751 005752 005753 005754-005755 005756 005757 005760 005761 005762 005763 005764-005765 005766

005122 164-143 004-4-17 024-114-164-107 004-4-17 001004-00574-0 R

054-133 PH

OO5OOI

002000

OO5OII R

100634-

014-074-

OO53II 001002

OO5717 E

100734-

014-121 Ll

002000

OO5OII R

100634-

014-064-

OO53II

001002

OO573O R

100734-

014-113

OO53II 001002

005735 R

100366 L2

101166

OO574-I R

102666

034-057

044056

OI5OOO

006167

10604-7 R

O55OOO

014-04-2

002000

OO5OII R

014-04-0

OO53II O54-O36 001010 005764- R 001000 00574-0 R 034-032 P12 014-027 P3 002000

IBR

MUL

LASL

LDB

MUL

LASL

JAN

D3 017

NEXT Dl 017 L2

STA , D

TZA ,

Call , DELAY

, EXC , 0634-

, LDA , PLI

, DAR ,

, JAP , *-1

, EXC , 0734-

, LDA , D

, CALL , DELAY

, EXC , 0634-

, LDA , PL2

, DAR ,

, JAP , *-1

, EXC , 0734-

, LDA , DSO

, DAR ,

, JAP , *-1

EXC , 0366

SEN , 0166,*

CIB ,

LDX , TAT

INR , TAT

LDA , 0,1 MULE*, MAT

STA , 0,1

LDA , Dl

CALL , DELAY

LDA , NT

DAR ,

STA , NT

, JAZ , Ρ12

, JMP , L2

, LDX , D2 , LDA , Dl , CALL , DELAY

709841/0554 D=(NEXT*D1+(MT+1)*D3) PULS 1 AUF

PULS 1 ZU

PULS 2 AUF

PULS 2 ZU

VERZÖGERUNG DES 1. ABTASTWERTES

STARTE ADC

EINGANG ADC
DATENADRESSE

MULTIPLIZIERE MIT GEWICHT ABTASTWERTVERZÖGERUNG

TESTE ENDE DES FID EXPERIMENTVERZÖGERUNG

.../23

005767 005770 005771 005772 005773 005774-005775 005776 005777

006000 006001 006002 006003

006004 006005 006006 006007 006010 006011 006012 006013 006014 006015 006016 006017 006020 006021 006022 006023 006024 006025 006026 006027 006030 006031 006032

006033 006034 006035 006036 006037 006040 006041 006042

006043 006044 006045

005011 E

0053*4

001040

005775 R 001000

005765 R 044046 014045 001010

105650 R 044045 001000 005670 R

000000 020000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 000000 004400 004600 000000 000000 000000 007600

000000 000000 000000 005322 005122

077777 004400 000000

006060 R

000000

P4

TEMP

AA

HSQ

TN

EC

PLl

PL2

Dl

NT

D2

NEXP

TA2

TAT

FAl

FA2

Tl

T2

T3 ADMP

DEN

DENl

DEN2

DBR

IBR

MASK

LASL

MA MT D

006046 000000 D3

006047 ΟΟ6Ο5Ο

OO6O5I ΟΟ6Ο52 ΟΟ6Ο53

000000 000000

000000 000000 000000

MAT DSO

LAPl

Ml

M2

, DXR ,

, JXZ ,*+4

, JMP ,P3

, INE ,MT

, LDA ,MT

, JAZ* ,FID

, IHR ,MAT , JMP ,PO TESTE LETZTEN FID DER FILTERUNGSSEQUENZ

DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA

DATA

DBR

IBR

DATA

EASL

DATA

DATA DATA DATA

020000

O N

04400

04600

07600

O O O DATENBLOCK 1 1. ADRESSE DATENBLOCK 2 1. ADRESSE ZAHL DER ABTASTWERTE *N
2*N

EXPERIMENTZÄHLER PULSLÄNGE 1
PULSLÄNGE 2
ABTASTWERTVERZÖGERUNG TESTZAHL

EXPERIMENTVERZÖGERUNG ZAHL DES EXPERIMENTES ZAHL DES EXPERIMENTES TEMPORAEE 1.ADRESSE BLOCK TEMPOR'ÄRE 1. ADRESSE BLOCK TEMPORÄRE DATENADRESSE FOURIER DATENADRESSE FOURIER DATENADRESSE

ADRESSE FÜR SPEICHERUNG DER DENO ZAHL

DENO ZAHL 1
DENO ZAHL 2

,077777 ,0

,XX

,0 ,0

DATA ,0

DATA DATA

,0 ,0

, DATA ,0 , DATA ,0 , DATA ,0

709841/0554 ZAHL DER FID IN FILTERUNGSSEQUENZ

ADRESSE DER GEWICHTE LAUFENDE FID-ZAHL BERECHNETE VERZÖGERUNG DES

2. PULSES
VERZÖGERUNGSINKREMENT DER

FILTERSEQUENZ TEMPORÄRE GEWICHTSADRESSE VERZÖGERUNG DES NULLTEN ABTASTWERTES LETZTE ADRESSE +1 O=KEINE ABB. DES REALTEILS O=KEINE ABB.DES IMAGINÄR-TEILS

.../24

ΒΑΤΑ „Ο

00605? 00000©

TEILS 2. FT G=EEIME ABB.. BES IMASIMlI

EEIIiS 2. FT O=KEIIE BEHEGHMIiIGr IES

AlSQLIiTKEETES Q=EEIKE ABiB. EiES ABSQMIÜP-MEETES

BES KEMlCTTE

• GEMICHTE SIMB BECTiHaEM) IHT EiIE

* UER II

BOTDiTIKE IK K MEEEM EIIKWQjIjEEM HsIB S.OTATIQM BES BATHWEKTOIS

1. ABEESSE IM X-EEG

006111 006127 0Q6I12 O06QO7 0O61I5 QO5OI* 00611%
005115

0Q6120 OO5I**

006121 OO5322

006122 0OI020)

0O6I2* OOIOO® 006126

0061*%

0Q60O. K

ElTH

IUME

ABEE J

STA

_β BIHE „

Τ»¹ - w

I TXA * - BIWE

ti

„ Sl ^WA

M MMjIBI EIM

MElM SHUT

SKICTiEME I.

MKEÄSPKÜBI

-.-/25

006161	ΟΟ51**	, HS ,
006162	ΟΟ5522	, BBR ,
006163	001020	, JBZ ,+
00616*	006167 E
OO6165	001000	, JKP ,R5
006166	OO6I57 R
00616?	OO6OI7	, EDAE „ΈΕΜΡ
006170	00600* R
0061?!	Ο55ΟΟΟ	, STA ,0,1
0O6172	01*QO?	, LBA ,SMIFP
006173	OO53II	, BAM ,
00617*	05*005	, STA ,SHIFT
006175	001010	, JAZ* ,MOT
Q06176	10610* E
006177	001000	, JMP „S2
006200 *	0061*7 E
006201	000000 FA	, ΒΑΤΑ ,0
006202	000000 SHIFT	, ΒΑΤΑ ,0
	000000	, Ε®Β ,
IiATiSKAIS
BSIMTERS
OOOIOO	1060*7
SIMBOLS
I 006202	R SRIF
I 006201	R FA
1 006157	R R5
1 0061*7	R R2
1 00611?	R Rl
1 00610*	R ROT
1 QQ6QÖQ	J3l Aft.
i 006057	R M5
1 006056	R A¥
1 006055	R M*
1 00605*	S M5
1 006055	R K2
I 006052	R m.
1 006051	R LAPL
L ΟΟ6Ο5Ο	R ISO
1 0060*7	R MAT
I 0060*6	R B3
I 0060*5	R Β
1 0060**	S MP
1 0060*3	R MA
I 0060*2	R M
I 0060*1	"D "F" IQT
1 0060*0	E MASK
I 006037	R IBR
1 006036	S SBR

EEKONSTRUIEEE LETZTES DATENWOET

AUSGANG WEfüI* ALLE ROTA-ΤΙΟΜΕίί

MlCHSTE EOTATIOK

1. ADRESSE ZAHL DER ROTATIOHEK

10S841/0554

36--

Zusammengefaßt, wird durch die Erfindung also ein Verfahren und eine Vorrichtung verfügbar gemacht, mit der zweidimensional aufgelöste, gekoppelte gyromagnetische Resonanzspektren aufgezeichnet werden können, die eine komplette Analyse durch Besichtigung selbst bei großen Molekülen erlauben. Die Technik umfaßt die Erzeugung einer Quermagnetisierung der gyromagnetischeη Resonatoren zum Zeitpunkt t = 0, beispielsweise von Kohlenstoff-13-Kemen, beispielsweise mittels eines 90°-Impulses. Während der Zeit 0 < t <: t-. wird der Magnetisierung erlaubt, unter dem Einfluß des kompletten Hamilton¹sehen, d.h. gekoppelten Modus zu präzedieren. Zum Zeitpunkt t = t-, wird eine breitbandige Entkopplung gestartet und das FID-Signal als Funktion von tp = t-t, aufgezeichnet. Dieses Experiment wird für verschiedene Werte von t, wiederholt und liefert eine zweidimensionale Signal funkt ion sCt-^to)· Eine zweidimensionale Fourier-Transformation erzeugt schließlich das zweidimensionale Spektrum:

SS-

^C0S ^ °1*1^ ^cos

Ein Beispiel eines zweidimensional aufgelösten 13-C-Spektrums von h-Hexan ist in Fig. 5 dargestellt. Es ist deutlich zu sehen, daß parallel zur CC-.-Achse die volle Multiplett-Struktur beibehalten wird, während auf der ujp-Achse ein vollständig entkoppeltes Spektrum erhalten wird. Jede Spitze in der zweidimensionalen Grafik entspricht einer MuItiplett-Linie des Spektrums (längs der *--*-.-Achse dargestellt), in c^p-Richtung um den chemischen Shift des entsprechenden Kohlenstoffs versetzt. Das gekoppelte Spektrum kann als Projektion des zweidimensionalen Spektrums auf die Cj -,-Achse betrachtet werden, während das entkoppelte Spektrum die Projektion des zweidimensionalen

.../27 709841/OBS*

Spektrums auf die tJp-Achse ist. Wenn das entkoppelte Spektrum vollständig aufgelöst ist, erscheint jedes Multiplett getrennt in der zweidimensionalen Grafik nach Fig. 5·

Mehrere Modifikationen der beschriebenen Technik sind interessant. Bei der ersten Modifikation wird die Empfindlichkeit der Technik dadurch verbessert, daß ein voller Overhauser-Effekt dadurch verwendet wird, daß ein magnetisches HF-Feld an die Probe gelegt wird, um die Resonanz der zu entkoppelnden Kerne anzuregen, beispielsweise der Protonen, ehe der anfängliche 13-C-Impuls 25 mit 90° angelegt wird.

Bei einer zweiten Modifikation ist es möglich, selektiv einen besonderen Kohlenstoffplatz I dadurch zu beobachten, daß dessen Beitrag während der Zeit t > t, mittels eines analogen oder digitalen Bandpassfilters, mittels eines phasenempfindlichen Detektors, der mit einer geeigneten Bezugsfrequenz getrieben wird, oder höchst einfach durch

13 Einstellung der Trägerfrequenz des C-Spektrometers 14-auf diese spezielle Resonanz und Verwendung eines Tiefpassfilters, das die FID-Resonanzdaten zum Analog-Digital-Wandler 18 durchläßt, ausgefiltert wird. Diese Modifikation reduziert die Anforderungen an die Größe des Computer-Speichers für die vollständige zweidimensionale Dat enanordnung.

Bei einer dritten Modifikation kann jedes FID (Si, ^Siir^

das sich aus einem Experiment bei einem bestimmten Wert i von t, ergibt, in das entsprechende Frequenzdomänenspektrum Fourier-transformiert werden und die Amplitude eines bestimmten, interessierenden Frequenzwertes, oder

.../28

709841/0384

- 3er-
- 33

mehrerer solcher Werte (d.h. die Resonanzen der Linien a, b und c) werden ausgewählt und in Tab. II in Abhängigkeit vom Zeitintervall t-, und der Zeilenzahl gespeichert:

Tabelle II

t <ft 4t

el ei cm

Nach Vervollständigung von M Experimenten werden die einzelnen Reihen der Tabelle Fourier-transformiert, um die Multiplett-Spektren für die einzelnen Linien a, b oder c zu erhalten.

Auf diese Weise kann die Computerdatenspeicherung reduziert werden von MxW auf M mal der Anzahl der interessierenden Linien.

Bei einer dritten Modifikation ist es möglich, die Anzahl der durchzuführenden Experimente für unterschiedliche t-,-Werte dadurch zu minimieren, daß die Protonen-Entkopplungsleistung 27 während der Zeit 0 <t < t, angelegt wird und im zweiten Zeitintervall t->-t,, um die Spins unter dem Einfluß des vollständigen Hamilton¹sehen, d.h. im kompletten gekoppelten Modus, präzedieren zu lassen. Die Anzahl der Experimente, die erforderlich sind, um alle Kohlenstoffresonanzen aufzulösen, ist dann gegeben durch N—4-F/A, , wobei Δ die minimale Linientrennung im entkoppelten Spektrum ist und Έ der gesamte überdeckte Spektralbereich.

709841/0554 ~'^/29

Die Verwendung des Ausdrucks "Entkoppeln" ist im Sinne der Erfindung nur als ein Beispiel für die Modifikation der Wechselwirkung zwischen der ersten Spingruppe und der zweiten Spingruppe verwendet. Die Störung braucht nicht nahezu vollständig die Wechselwirkung zu zerstören, das heißt die Entkopplung kann nur teilweise sein, und andere Formen der Störung können ebenfalls verwendet werden, ohne sich vom Grundgedanken der Erfindung zu entfernen. Mit anderen Worten, die Wechselwirkung braucht nur während des Signals der freien Induktion einer der Gruppen geändert zu werden und der FID im Anschluß an die Änderung der Wechselwirkung detektiert zu werden.

Die in Tab. I oder Tab. II gespeicherten Daten können auch die Summation von Daten aus der Wiederholung jedes Experimentes entsprechend bekannten Zeitmittelwertbildungs-Techniken repräsentieren.

709841/0 5 54

Leerseite

Claims

Vl P436 D

Patent anspräche

' 1.) Verfahren zur zweidimensionalen gyromagnetisehen Resonanzspektroskopie, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl vorübergehender gyromagnetischer Resonanzen einer ersten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren induziert werden, die mit einer zweiten Gruppe gyro-" magnetischer Resonatoren innerhalb einer zu untersuchenden Probe gekoppelt sind, während nur eines Teils jeder der vorübergehenden gyromagnetischen Resonanzen der ersten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren periodisch die Wechselwirkung der Resonanz der ersten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren mit der zweiten Gruppe Resonatoren gestört wird, um eine gestörte Resonanzperiode und eine gekoppelte Resonanzperiode während jeder vorübergehenden Resonanz der ersten Gruppe Resonatoren zu erhalten, die Dauer der gestörten und/oder gekoppelten Perioden aufeinanderfolgender der vorübergehenden Resonanzen der ersten Gruppe Resonatoren geändert wird, und die induzierte Vielzahl vorübergehender gyromagnetischer Resonanzen der ersten Gruppe detektiert werden, und zwar in Abhängigkeit von der sich ändernden Dauer der gestörten und/oder gekoppelten Perioden der vorübergehenden Resonanzen der ersten Gruppe Resonatoren, um gyromagnetische Resonanzdaten bezüglich der ersten Gruppe von Resonatoren zu erhalten, aus der vereinfachte gyromagnetische Resonanzspektraldaten erhalten werden.

708841/0654 *··^/Α2
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die detektierten "vorübergehenden gyromagnetischen Resonanzsignaldaten doppelt aus der Zeitdomäne in die Frequenzdomäne Fourier-transformiert werden, um Fourier-transformierte gyromagnetische Resonanzspektraldaten zu erhalten, aus denen zweidimensional Spektraldaten abgeleitet werden.
3- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweidimensionale Spektralanzeige der in die Frequenzdomäne Fourier-transformierten Spektraldaten gebildet wird, um Multiplett-Spektralstrukturen, die mit respektiven unterschiedlichen Resonatorplätzen innerhalb der ersten Gruppe von Resonatoren assoziiert sind, räumlich zu trennen.
4-. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet ,daß zur Änderung der Zeitdauer der gekoppelten und/oder gestörten Perioden der vorübergehenden gyromagnetischen Resonanzen ein entkoppelndes hochfrequentes Magnetfeld an die Probe angelegt wird, um Resonanz der zweiten Gruppe von Resonatoren anzuregen, und die Dauer der Aussehaltzeit des angelegten hochfrequenten entkoppelnden Magnetfeldes, das während der vorübergehenden Resonanzen der ersten Gruppe von Resonatoren angelegt wird, geändert wird, um die Resonanz der ersten Gruppe von Resonatoren von den Effekten der zweiten Gruppe von Resonatoren zu entkoppeln.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanz der zweiten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren angeregt wird, ehe die vorübergehende gyromagnetische Resonanz des freien Induktionszerfalls der ersten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren induziert wird, so daß die Empfindlichkeit der Spektroskopie dank eines vollen Overhauser-Effektes verbessert wird.

...A3 709841/0554
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe Resonatoren solche aufweist, die zwei unterschiedliche Resonanzfrequenzen haben, und daß selektiv nur die Resonanz des freien InduktionsZerfalls derjenigen der ersten Gruppe von Resonatoren detektiert wird, die die erste Resonanzfrequenz haben.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorübergehenden gyromagnetisehen Resonanzen der ersten Gruppe nur während der gestörten Perioden der vorübergehenden Resonanzen detektiert werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorübergehenden gyromagnetisehen Resonanzen der ersten Gruppe nur während der gekoppelten Perioden der vorübergehenden Resonanzen detektiert werden.
9. Spektrometer für zweidimensionale gyromagnetische Resonanzen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Induktion einer Vielzahl vorübergehender gyromagnetischer Resonanzen einer ersten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren, die mit einer zweiten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren innerhalb einer zu untersuchenden Stoffprobe gekoppelt sind, eine Einrichtung, mit der nur während eines Teils jeder der vorübergehenden Resonanzen der ersten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren die Wechselwirkung der Resonanz der ersten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren mit der zweiten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren periodisch gestört wird, um eine gestörte und eine gekoppelte Resonanzperiode während jeder vorübergehenden Resonanz der ersten Gruppe Resonatoren zu

709841/0554 ^mmm/AAr

erhalten, eine Einrichtung, mit der die Dauer der gestörten und/oder gekoppelten Periode aufeinanderfolgender vorübergehender Resonanzen der ersten Gruppe Resonatoren geändert wird, und eine Einrichtung, mit der die induzierte Anzahl vorübergehender gyromagnetischer Resonanzen der ersten Gruppe detektiert wird, und zwar in Abhängigkeit von der sich ändernden Dauer der gestörten und/oder gekoppelten Perioden der vorübergehenden Resonanzen der ersten Gruppe von Resonatoren, um gyromagnetische Resonanzdaten hinsichtlich der ersten Gruppe Resonatoren zu erhalten, aus denen vereinfachte gyromagnetische Resonanzspektraldaten abzuleiten sind.
10. Spektrometer nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur doppelten Fourier-Transformation der detektierten vorübergehenden gyromagnetischen Resonanzdaten aus der Zeitdomäne in die Frequenzdomäne, um Fourier-transformierte-gyromagnetische Resonanzspektraldaten zu erhalten, aus denen zweidimensionale Spektraldaten abgeleitet werden.
11. Spektrometer nach Anspruch 10,gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bildung einer zweidimensionalen Spektralanzeige der Fourier-transformierten Frequenzdomänen-Spektraldaten, um Multiplett-Spektral-Strukturen räumlich zu trennen, die respektiven unterschiedlichen Resonatorplätzen innerhalb der ersten Gruppe Resonatoren assoziiert sind.
12. Spektrometer nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Änderung der Zeitdauer der gekoppelten und/oder gestörten Perioden der vorübergehenden gyromagnetischen Resonanzen eine Einrichtung

.../A5 709841/0554

aufweist, mit der ein entkoppelndes hochfrequentes
Magnetfeld an die Probe gelegt wird, um die Resonanz der zweiten Gruppe Resonatoren anzuregen, und eine
Einrichtung, mit der die Dauer der Ausschaltzeit des angelegten hochfrequenten entkoppelnden Magnetfeldes geändert wird, das während der vorübergehenden Resonanzen der ersten Gruppe Resonatoren angelegt wird, um die Resonanz der ersten Gruppe Resonatoren von den Effekten der zweiten Gruppe Resonatoren zu entkoppeln.

13· Spektrometer nach Anspruch 9» 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Anregung der Resonanz der zweiten Gruppe Resonatoren vor der Induktion jeder der vorübergehenden gyromagnetischeη Resonanzen des freien Induktionszerfalls der ersten Gruppe gyromagnetischer Resonatoren, so daß die Empfindlichkeit der Spektroskopie durch einen vollen Overhauser-Effekt verbessert wird.

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