Development of methodologies and portable sensors for high-resolution NMR spectroscopy in inhomogeneous fields

• Applicant: Dr. Federico Casanova
• Subject Area: Analytical Chemistry
• Term: from 2006 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 22321022

Die magnetische Kernresonanz (NMR) ist ein leistungsfähiges analytisches Werkzeug mit breit gefächerten Anwendungsmöglichkeiten, die sich von Materialwissenschaften über die Medizin und Geowissenschaften bis zur Lebensmittelchemie erstrecken. Der Nutzen der NMR wird jedoch durch die Tatsache eingeschränkt, dass das Objekt zum Messgerät gebracht werden muss und dort in die Öffnung eines supraleitenden Magneten hineinpassen muss. Beide Einschränkungen werden durch unilaterale NMR-Sonden aufgehoben. Solche Sensoren werden auf das zu untersuchende Objekt aufgelegt. Sie sind preisgünstig und tragbar und eröffnen eine Vielzahl neuer Anwendungen, welche der NMR mit konventionellen Magneten verschlossen bleiben. Unilaterale NMR-Sonden bedingen jedoch räumlich inhomogene Magnetfelder, so dass die Benutzung dieser Sonden für hochauflösende Spektroskopie ausgeschlossen scheint. Die NMR-Spektroskopie ist aber die für die chemische Analytik zur Aufklärung molekulare Strukturen wichtigste analytische Methode. Vor wenigen Jahren konnte gezeigt werden, hochaufgelöste NMR-Spektren in inhomogenen Feldern grundsätzlich messbar sind, und das Konzept wurde unter günstigen Bedingungen mit herkömmlichen Hochfeldmagneten getestet. Ziel dieses Projektes ist es den ersten unilateralen Magneten zu entwerfen und zu bauen, mit dem hochaufgelöste Protonenspektren ex situ in niedrigen Feldern gemessen werden können. Dieses Projekt ist ein fundamentaler Schritt nach vorne für die mobile NMR-Technologie, die zu neuen Anwendungen in der Medizin, Technik und Umweltwissenschaften führen wird.

• DFG Programme: Research Grants