Ursprung und Nutzen Quantenrotor-induzierter Polarisation in der NMR

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Matysik; Professor Dr. Daniel Sebastiani
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265750706

NMR-Spektroskopie ist als sehr vielseitige, aber recht unempfindliche analytische Methode bekannt. Um die Empfindlichkeit zu erhöhen, werden gegenwärtig mehrere Hyperpolarisationsmethoden, z.B. die dynamische Kernpolarisation (DNP), mit erheblichem Aufwand optimiert. Quantum-Rotor-induzierte Polarisation (QRIP), auch Haupt-Effekt genannt, könnte einen neuen Ansatz bieten, in dem Kernspinzustände mit Rotationsquantenzuständen gekoppelt werden. In diesem Projekt wollen Spektroskopie und Theorie gemeinsam den QRIP-Effekt in eine allgemein anwendbare Methode zur Signalverstärkung in der NMR- Spektroskopie entwickeln. Weil die Ursache des Effekts vor allem auf fast allgegenwärtig Methylgruppen basiert, könnte ein erhebliches Potenzial für die Untersuchung von Proteinen und Polymeren vorliegen. Es gibt starke experimentelle Hinweise für die Beteiligung der Umgebung auf die Aktivität einer Methylgruppe, die in der gegenwärtigen Theorie nicht enthalten ist. Diesen Zweck werden wir in drei Meilensteinen erreichen: (i) Mit Hilfe von Proben, die den Effekt zeigen, wollen wir Strukturmodelle der Moleküle in ihrer Kristallumgebung entwickeln, (ii) aus dem theoretischen Verständnis der Rolle der Umgebung wollen wir Strukturmotive extrahieren, die den QRIP-Effekt zeigen, (iii) Zur Prüfung dieser Motive sollen Vorhersagen aus Strukturdatenbanken dienen, um ein volles theoretisches Verständnis des Effektes zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Jens-Uwe Grabow; Professor Dr. Harald Krautscheid; Professor Dr. Malcom H. Levitt; Dr. Margarita Russina