advertisement

MR Spectroscopy

Déplacement chimique, interaction spin-spin et couplage J

par Denis Hoa

Le déplacement chimique correspond à la modification de la fréquence de résonance des noyaux au sein des molécules, en fonction de leurs liaisons chimiques. La présence du nuage électronique constitue un blindage électronique qui atténue légèrement le champ magnétique B0 auquel le noyau aurait du être soumis. Cette différence de fréquence de résonance est exprimée en parties par millions ou ppm, qui est une valeur indépendante de l’amplitude du champ magnétique. La valeur du déplacement chimique nous renseigne ainsi sur le groupement moléculaire qui porte les noyaux d’hydrogène.

 

Valeur du déplacement chimique

 

Pour une molécule donnée, le déplacement chimique en ppm par rapport à la molécule de référence est défini par la relation :

 

Avec :
ωm : fréquence de résonance de la molécule étudiée
ωref : fréquence de résonance de la molécule de référence
dm : valeur du déplacement chimique en ppm

 

Pour le déplacement chimique, le décalage en fréquence par rapport à la molécule de référence est proportionnel à l’amplitude du champ magnétique B0.

 

L'interaction entre noyaux atomiques de groupements chimiques voisins se traduit par une décomposition de chaque raie en raie complexe (doublet, triplet, multiplet) : c’est le couplage spin-spin. L’espacement entre ces pics a une valeur en fréquence (Hz) fixe, appelée constante de couplage J, indépendante de l’amplitude du champ magnétique.

 

Un spectre représente :

  • en abscisse : la position des métabolites en fonction de leur déplacement chimique. L’origine de l’axe a pour référence le tétraméthylsilane, molécule utilisée en RMN in vitro qui est par convention à 0 ppm. Cet axe est orienté de droite à gauche.
  • en ordonnée : l’amplitude du pic.

La surface sous la courbe du pic dépend principalement de la concentration du métabolite. La largeur du pic est inversement proportionnel au temps de relaxation T2*.