Bazı Kimyasal Sıvıların Durulma Sürelerinin İki Farklı Zaman Boyutlu NMR Cihazı ile Karşılaştırılması

Yıl 2025, Cilt: 25 Sayı: 2, 298 - 304, 11.04.2025

Cengiz Okay

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1488098

Öz

Zaman boyutlu nükleer manyetik rezonansında (TD-NMR) kullanılan spin-örgü (T1) ve spin-spin (T2) durulma süresi ölçümleri, onu farklı sıvı maddelerin ve bunların kombinasyonlarının moleküler dinamikleri hakkında bilgi edinmek için değerli bir teknoloji haline getirir. Bu araştırmada bazı sıvı bileşiklerin durulma sürelerini belirlemek için iki farklı proton NMR cihazı: yüksek çözünürlüklü Magritek Spinsol NMR (42MHz-1T) ve Bruker Minispec zaman boyutlu NMR (TD-NMR) (20MHz-0,5T) kullanıldı. Her iki cihaz tarafından elde edilen T1 ve T2 değerlerinin birbiriyle aynı eğilimde olduğu ve T1 durulma süresinin T2 değerinden daha uzun olduğu görülmüştür.
Yüksek çözünürlüklü Magritek Spinsolve NMR cihazının, manyetik alan gradyantı (homojenlik) değerleri açısından Bruker Minispec cihazından daha iyi performans gösterdiği, ölçüm sıcaklıklarının ve larmor frekans değerlerinin T1 ve T2 durulma süresine etkisi detaylı bir şekilde araştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Zaman Boyutlu Nükleer Manyetik Rezonans (TD-NMR), Spin-Spin, Spin-Örgü, Durulma Süreleri

Comparison of The Relaxation Times of Some Chemical Liquids Using Two Different Time-Dimensional NMR Devices

Öz

The spin lattice (T1) and spin-spin (T2) relaxation time measurements used in time-domain nuclear magnetic resonance (TD-NMR) make it a valuable technology for learning about the molecular dynamics of different liquid substances and their combinations. In this investigation two distinct proton NMR instruments were utilized to determine the relaxation times of several liquid compounds: the high-resolution Magritek Spinsolve NMR (42MHz-1T) and the Bruker Minispec time-domain NMR (20MHz-0.5T). It has been seen that T1 and T2 values obtained by both devices have the same tendency and the T1 relaxation time is longer than the T2 value. It's been investigated that the high-resolution Magritek Spinsolve NMR device outperforms the Bruker Minispec device in terms of magnetic field gradient (inhomogeneity) values, the effects of measurement temperatures and larmor frequency values on T1 and T2 relaxation times have been investigated in detail.

Anahtar Kelimeler

Time-Domain Nuclear Magnetic Resonance (TD-NMR), spin-spin, spin-lattice, Relaxation Time.

Kaynakça

• Balcı, M. (2020). Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi Eğitim Yayınevi. In Eğitim yayınevi (4.Baskı). -Türkiye. Benmore, C. J., & Loh, Y. L. (2000). The structure of liquid ethanol: A neutron diffraction and molecular dynamics study. Journal of Chemical Physics, 112(13), 5877–5883. https://doi.org/10.1063/1.481160
• Bloch, F. (1946). Nuclear induction. Physical Review, 70(7–8), 460–474. https://doi.org/10.1103/PhysRev.70.460
• Chen, H. H., Boykin, R. D., Clarke, G. D., Gao, J. H. T., & Roby, J. W. (2006). Routine testing of magnetic field homogeneity on clinical MRI systems. Medical Physics, 33(11), 4299–4306. https://doi.org/10.1118/1.2359229
• Hayashi, H., Nishikawa, K., & Iijima, T. (1990a). Small-angle X-ray scattering study of fluctuations in 1-propanol-water and 2-propanol-water systems. Journal of Physical Chemistry, 94(21), 8334–8338. https://doi.org/10.1021/j100384a062
• Hayashi, H., Nishikawa, K., & Iijima, T. (1990b). Small-angle X-ray scattering study of fluctuations in 1-propanol-water and 2-propanol-water systems. Journal of Physical Chemistry, 94(21), 8334–8338. https://doi.org/10.1021/j100384a062
• Jia, Z., & Liang, C. (2023). Molecular Dynamics and Chain Length of Edible Oil Using Low-Field Nuclear Magnetic Resonance. Molecules, 28(1), 197. https://doi.org/10.3390/molecules28010197
• Karaali, K. (2020). Atomdan MR Sinyaline Temel Fizik Prensipler, Goruntu Olusumu ve Goruntu Agirligi. Türk Radyoloji Seminerleri, 8(2), 155–168. https://doi.org/10.5152/trs.2020.894
• Malcolm H. Levitt, Svirmickas, A., Wood, M., Cunha, S. C., Oliveira, M. B. P. P., Moresi, G., Magin, R., Řezanka, T., Řezanková, H., Ancora, D., Milavec, J., Gradišek, A., Cifelli, M., Sepe, A., Apih, T., Zalar, B., Domenici, V., Mason, J., Nmr, M., … Liu, M. M. (2021). Spin Dynamics Basics of Nuclear Magnetic Resonance. Physical Review, 8(1), 1–9. https://doi.org/10.1002/cmr.a.20130
• Maraşlı, A., Okay, C., Karataş, Ö., Mozzhukhin, G., & Rameev, B. (2023). Comparison of homemade TD-NMR device and commercial devices for detection of oil adulteration. European Physical Journal Plus, 138(5), 1–12. https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-023-03980-9
• Maraslı, A. (2022). Sanayi ve güvenlik uygulamaları için zaman boyutlu NMR cihazının geliştirilmesi. Doktora Tezi, Gebze Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gebze-Kocaeli, 150.
• Nelson, T. R., & Tung, S. M. (1987). Temperature dependence of proton relaxation times in vitro. Magnetic Resonance Imaging, 5(3), 189–199. https://doi.org/10.1016/0730-725X(87)90020-8
• Okay, C. (2023). Investigation of Relaxation Times of Alcohol-Water Mixtures by Time Domain NMR Technique Alkol- Su Karışımlarının Durulma Sürelerinin Zaman Boyutlu NMR Tekniği ile İncelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23, 300–305. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1152842
• Parker, T., Limer, E., Watson, A. D., Defernez, M., Williamson, D., & Kemsley, E. K. (2014). 60MHz 1H NMR spectroscopy for the analysis of edible oils. In TrAC - Trends in Analytical Chemistry. 57, 147-158 https://doi.org/10.1016/j.trac.2014.02.006
• Rameev, B. Z., Aktas, B. (2016). NMR & MW techniques for detection of explosive and illicit materials. 9th International Kharkiv Symposium on Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves, MSMW 2016, 1–3. https://doi.org/10.1109/MSMW.2016.7538215
• Tsukahara, T., Harada, M., Ikeda, Y., & Tomiyasu, H. (2000). H Spin-Lattice Relaxation Times of Water, Methanol, and Ethanol under Sub-and Supercritical Conditions. Chemistry Letters, 29, 4, 420-421 https://doi.org/10.1246/cl.2000.420
• Vitalij I. Volkov, Svetlana A. Korotchkova, Haruhiko Ohya, Qunhui Gut. (1995). Self-diffusion of water-ethanol mixtures in polyacrylic acid- polysulfone composite membranes obtained by pulsed-field gradient nuclear magnetic resonance spectroscopy, Journal of Membrane Science, 100, 273-286. https://doi.org/10.1016/0376-7388(94)00267-3
• Zhao, L. J., Xiao, H. S. (2012). Aqueous solutions of lower alcohols investigated by pyrene fluorescence spectroscopy. Spectrochimica Acta - Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 88, 111-115. https://doi.org/10.1016/j.saa.2011.12.009