Eco de Spin de Hahn

3.4.3 Eco de Spin de Hahn

  A técnica de eco de spin de Hahn (77) foi criada a fim de compensar o efeito causado

  pela inomogeneidade de algumas interações nucleares, tais como a interação de desvio químico e não homogeneidade do campo magnético externo H o , sobre a evolução da magnetização transversal (55,77).

  Esta técnica consiste numa seqüência de dois pulsos, um pulso de π2 e outro de π, separados por um tempo τ. Primeiramente aplica-se um pulso de π sobre o sistema em

  equilíbrio com o campo magnético do laboratório H 0 , após o pulso de π permite-se ao sistema

  evoluir livremente por um tempo τ. Devido à inomogeneidade do campo e as interações de spins, como por exemplo a interação de desvio químico, o campo magnético local que cada núcleo sente é diferente, o que resulta em diferentes freqüências de precessão para os spins e conseqüentemente, ocorre uma defasagem dos spins.

  Ressonância Magnética Nuclear

  Figura 3.14 Processo de evolução da magnetização em um experimento de RMN utilizando técnica de eco de

  spin. (a) Magnetização após aplicação de pulso de π2.(b) Evolução do elemento de magnetização δ M num intervalo de tempo τ. (c) Estado da magnetização imediatamente após aplicação de um pulso de π no instante τ. (d) Refocalização no instante 2τ.

  Seja δ M a contribuição à magnetização total associada ao conjunto de spins experimentado o mesmo campo local H. O vetor δ M precessiona no plano {x, y} (figura 3.14b). Depois de evoluir livremente por este tempo τ aplica-se nesse instante um pulso de π, produzindo uma rotação π sobre δM (figura 3.14c). Após um intervalo de tempo τ, a componente de magnetização δM se encontrará na direção –y, generalizando para todos os conjuntos de spins δM, no instante t = 2τ todos estes vetores magnetização estarão orientados ao longo da direção negativa do eixo y (figura 3.14d). Portanto, nesse instante a magnetização é completamente refocalizada. Este é o sinal de eco de spin. A seqüência de spin-eco de Hahn compensa, no instante 2τ, o efeito de evolução dos spins associado a interações dependentes linearmente na componente I z do spin: interação de desvio químico, interação dipolar heteronuclear e inomogeneidade do campo magnético externo H o (55,77).

  No entanto, se houver uma flutuação no valor do campo local associado a uma destas interações de spin, de maneira que a freqüência de precessão de δM seja diferente durante os períodos τ da seqüência, a refocalização no instante 2τ não será completa. O efeito dos diferentes campos locais originados em spins vizinhos da mesma espécie também não é compensado por esta seqüência. O motivo é que o pulso de π inverte todos os spins da mesma espécie, não havendo assim variação relativa entre a orientação do spin e o campo produzido pelo vizinho. Por estes motivos, o sinal de eco de spin apresenta uma diminuição irreversível de intensidade com relação ao sinal inicial. Quanto maior for o valor de τ, maior será o decréscimo.

  Em líquidos a contribuição ao decaimento associada à dinâmica das flutuações das interações locais é freqüentemente de tipo exponencial, e a constante de decaimento é o tempo

  de relaxação spin-spin T 2 (58). Em sólidos esse decaimento é governado pelo segundo

  momento homonuclear M 2 (55,6). A partir da análise do M 2 é possível obter informações a

  respeito da distribuição dos cátions na cadeia de fosfatos.