Extending Timescales and Narrowing Linewidths in NMR

Authors

  • Takuya F. Segawa Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland
  • Martial Rey Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland
  • Paul R. Vasos Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland; Université Paris Descartes, UMR 8601 CNRS, 45, rue des Saints-Pères 75006, Paris, France
  • Simone Ulzega Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland
  • Marc A. Caporini Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland
  • Sami Jannin Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland
  • Diego Carnevale Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland
  • Veronika Vitzthum Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland
  • Pascal Miéville Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland
  • Nicola Salvi Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland
  • Aurélien Bornet Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland
  • Geoffrey Bodenhausen Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, Laboratoire de Résonance Magnétique Biomoléculaire, Batochime, CH-1015 Lausanne, Switzerland; Département de Chimie, Ecole Normale Supérieure, 24 Rue Lhomond, 75231, Paris Cedex 05, France

DOI:

https://doi.org/10.2533/chimia.2011.652

Keywords:

Diffusion, Long-lived coherences, Long-lived states, Nmr, Ubiquitin

Abstract

Among the different fields of research in nuclear magnetic resonance (NMR) which are currently investigated in the Laboratory of Biomolecular Magnetic Resonance (LRMB), two subjects that are closely related to each other are presented in this article. On the one hand, we show how to populate long-lived states (LLS) that have long lifetimes TLLS which allow one to go beyond the usual limits imposed by the longitudinal relaxation time T1. This makes it possible to extend NMR experiments to longer time-scales. As an application, we demonstrate the extension of the timescale of diffusion measurements by NMR spectroscopy. On the other hand, we review our work on long-lived coherences (LLC), a particular type of coherence between two spin states that oscillates with the frequency of the scalar coupling constant JIS and decays with a time constant TLLC. Again, this time constant TLLC can be much longer than the transverse relaxation time T2. By extending the coherence lifetimes, we can narrow the linewidths to an unprecedented extent. J-couplings and residual dipolar couplings (RDCs) in weakly-oriented phases can be measured with the highest precision.
CHIMIA Vol. 65 No. 9 (2011): ISIC at EPFL

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Published

2011-09-30

Issue

Vol. 65 No. 9 (2011): ISIC at EPFL

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How to Cite

[1]
T. F. Segawa, M. Rey, P. R. Vasos, S. Ulzega, M. A. Caporini, S. Jannin, D. Carnevale, V. Vitzthum, P. Miéville, N. Salvi, A. Bornet, G. Bodenhausen, Chimia 2011, 65, 652, DOI: 10.2533/chimia.2011.652.