View source for परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी

{{short description|Laboratory technique}}
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[[File:HWB-NMR - 900MHz - 21.2 Tesla.jpg|thumb|right|300px|HWB-NMR बर्मिंघम, UK<!--http://www.nmr.bham.ac.uk/-->]]'''परमाणु चुंबकीय''' अनुनाद [[ स्पेक्ट्रोस्कोपी |स्पेक्ट्रोस्कोपी]], जिसे आमतौर पर '''NMR''' स्पेक्ट्रोस्कोपी या चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी ('''MRS''') के रूप में जाना जाता है, यह [[ परमाणु नाभिक |परमाणु नाभिक]] के चारों ओर स्थानीय चुंबकीय क्षेत्रों का निरीक्षण करने के लिए एक स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीक है। यह प्रतिदर्श एक चुंबकीय क्षेत्र में रखा गया है और NMR संकेत नाभिक प्रतिदर्श के संदीपन द्वारा [[ रेडियो तरंग |रेडियो तरंग]]ों के साथ परमाणु चुंबकीय अनुनाद में उत्पन्न होता है, जिसे संवेदनशील रेडियो रिसीवर के साथ पता लगाया जाता है। अणु में एक परमाणु के चारों ओर अंतःअणुक चुंबकीय क्षेत्र अनुनाद आवृत्ति को बदलता है, इस प्रकार एक अणु और उसके व्यक्तिगत कार्यात्मक समूहों की इलेक्ट्रॉनिक संरचना के विवरण तक पहुंच प्रदान करता है। चूंकि क्षेत्र व्यक्तिगत यौगिकों के लिए अद्वितीय या अत्यधिक विशिष्ट हैं, आधुनिक कार्बनिक रसायन विज्ञान अभ्यास में, NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी एकाण्विक कार्बनिक यौगिकों की पहचान करने की निश्चित विधि है।

NMR के सिद्धांत में आमतौर पर तीन क्रमबद्ध चरण सम्मिलित होते हैं:
# अनुप्रयुक्त, स्थिर चुंबकीय क्षेत्र B<sub>0</sub> में चुंबकीय नाभिकीय घूर्णन का संरेखण (ध्रुवीकरण).
# कमजोर दोलन चुंबकीय क्षेत्र द्वारा परमाणु स्पिन के इस संरेखण की गड़बड़ी, जिसे आमतौर पर रेडियो-फ़्रीक्वेंसी (RF) पल्स के रूप में संदर्भित किया जाता है।
# इस गड़बड़ी के परिणामस्वरूप प्रतिदर्श के नाभिक द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय तरंगों का पता लगाना और उनका विश्लेषण करना।

उसी प्रकार, जीव रसायन NMR का उपयोग [[ प्रोटीन |प्रोटीन]] और अन्य जटिल अणुओं की पहचान करने के लिए करते हैं। पहचान के अतिरिक्त, NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी अणुओं की संरचना, गतिशीलता, प्रतिक्रिया स्थिति और रासायनिक वातावरण के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान करता है। NMR के सबसे सामान्य प्रकार [[ प्रोटॉन एनएमआर |प्रोटॉन एनएमआर]] और [[ कार्बन-13 एनएमआर |कार्बन-13 एनएमआर]] स्पेक्ट्रोस्कोपी हैं, लेकिन यह किसी भी प्रकार के प्रतिदर्श पर लागू होता है जिसमें [[ स्पिन (भौतिकी) |स्पिन (भौतिकी)]] रखने वाले नाभिक होते हैं।

NMR स्पेक्ट्रा छोटे अणुओं के लिए अद्वितीय, अच्छी तरह से स्थिर, विश्लेषणात्मक रूप से विनयशीलऔर प्रायःअत्यधिक अनुमानित हैं। विभिन्न कार्यात्मक समूह स्पष्ट रूप से भिन्न हैं, और विभिन्न समीप प्रतिस्थापन वाले समान कार्यात्मक समूह अभी भी भिन्न संकेत देते हैं। NMR ने पहचान के लिए [[ रंग प्रतिक्रिया |रंग प्रतिक्रिया]] या विशिष्ट क्रोमैटोग्राफी जैसे पारंपरिक [[ गीला रसायन |गीला रसायन]] परीक्षणों को बड़े पैमाने पर बदल दिया है। क्षति यह है कि एक शुद्ध पदार्थ की अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा (2-50 मिलीग्राम) की आवश्यकता होती है, हालांकि इसे एक वर्कअप के माध्यम से पुनः प्राप्त किया जा सकता है। विशेषतः, प्रतिदर्श एक विलायक में भंग किया जाना चाहिए, क्योंकि ठोस पदार्थों के NMR विश्लेषण के लिए समर्पित [[ जादू कोण कताई |जादू कोण कताई]] मशीन की आवश्यकता होती है और समान रूप से अच्छी तरह से हल किए गए स्पेक्ट्रा नहीं दे सकती है। NMR का कालक्रमअपेक्षाकृत लंबा है, और इस प्रकार यह केवल एक औसत स्पेक्ट्रम का उत्पादन करने वाली तेज घटनाओं को देखने के लिए उपयुक्त नहीं है। हालांकि NMR स्पेक्ट्रम पर बड़ी मात्रा में अशुद्धियां दिखाई देती हैं, अशुद्धियों का पता लगाने के लिए बेहतर तरीके मौजूद हैं, क्योंकि NMR स्वाभाविक रूप से बहुत संवेदनशील नहीं है - हालांकि उच्च आवृत्तियों पर, संवेदनशीलता अधिक होती है।

सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी सामान्य NMR का विकास है। [[ द्वि-आयामी परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी |द्वि-आयामी परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी]] (दो-आयामी NMR''')'''में, उत्सर्जन एक आवृत्ति के आसपास केंद्रित होता है और सहसंबद्ध अनुनाद देखे जाता है। यह देखे गए कार्यात्मक समूह के समीपप्रतिस्थापनों की पहचान करने की अनुमति देता है, जिससे अनुनादों की स्पष्ट पहचान की अनुमति मिलती है। विशेष प्रकार के अनुनादों को दबाने या बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किए गए अधिक जटिल 3D और 4D तरीके और विभिन्न प्रकार के तरीके भी हैं। [[ परमाणु ओवरहॉसर प्रभाव |परमाणु ओवरहॉसर प्रभाव]] (NOE) स्पेक्ट्रोस्कोपी में, अनुनादों की छूट देखी जाती है। जैसा कि NOE नाभिक की निकटता पर निर्भर करता है, प्रत्येक नाभिक के लिए NOE की मात्रा निर्धारित करने से अणु के त्रि-आयामी मॉडल के निर्माण की अनुमति मिलती है।

[[File:Cutaway of NMR magnet.jpg|thumb|NMR चुंबक का कटअवे जो इसकी संरचना को दर्शाता है: विकिरण ढाल, निर्वात कक्ष, तरल नाइट्रोजन पोत, तरल हीलियम पोत, और क्रायोजेनिक [[ शिम (चुंबकत्व) ]]।<ref>{{cite book |title=स्ट्रक्चरल बायोलॉजी : प्रैक्टिकल एनएमआर एप्लीकेशन|date=6 September 2012 |publisher=Springer |isbn=978-1-4614-3964-6 |page=67 |edition=2nd |url=https://www.springer.com/cda/content/document/cda_downloaddocument/9781461439639-c1.pdf?SGWID=0-0-45-1344209-p174670341 |access-date=7 December 2018}}</ref>]]NMR स्पेक्ट्रोमीटर अपेक्षाकृत महंगे हैं; विश्वविद्यालयों में आमतौर पर उनके पास होता है, लेकिन वे निजी कंपनियों में कम प्रचलित हैं। 2000 और 2015 के बीच, एक NMR स्पेक्ट्रोमीटर की लागत लगभग 500,000 - 5 मिलियन अमरीकी डालर थी।<ref>{{cite web|url=https://cen.acs.org/articles/93/i26/NMR-Instrument-Price-Hikes-Spook.html|title=NMR इंस्ट्रूमेंट की कीमतों में बढ़ोतरी ने यूजर्स को चौंका दिया|author=Marc S. Reisch|date=June 29, 2015|publisher=CEN}}</ref><ref>{{cite web|url=https://www.the-scientist.com/technology-profile/taking-it-higher-55417|date=Oct 30, 2000|title=इसे उच्च लेना|publisher=The Scientist}}</ref> आधुनिक NMR स्पेक्ट्रोमीटर में एक बहुत मजबूत, बड़ा और महंगा [[ तरल हीलियम |तरल हीलियम]]-कूल्ड [[ अतिचालक |अतिचालक]] चुंबक होता है, क्योंकि स्थिरता सीधे चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति पर निर्भर करता है। स्थायी चुंबक और कम रिज़ॉल्यूशन का उपयोग करने वाली कम खर्चीली मशीनें भी उपलब्ध हैं, जो अभी भी कुछ अनुप्रयोगों जैसे प्रतिक्रिया निगरानी और नमूनों की त्वरित जांच के लिए पर्याप्त प्रदर्शन देती हैं। यहां तक कि [[ बेंचटॉप परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोमीटर |बेंचटॉप परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोमीटर]] भी हैं। NMR को एक मिलीटेस्ला से कम चुंबकीय क्षेत्र में देखा जा सकता है। कम-रिज़ॉल्यूशन NMR व्यापक श्रंग का उत्पादन करता है जो आसानी से एक दूसरे को अधिव्यापन कर सकते हैं जिससे जटिल संरचनाओं को हल करने में समस्याएं पैदा हो सकती हैं। उच्च शक्ति वाले चुंबकीय क्षेत्रों के उपयोग से श्रंग का स्पष्ट समाधान होता है और यह उद्योग में मानक है।<ref>{{Cite book|title=नाभिकीय चुबकीय अनुनाद|last=Paudler|first=William|publisher=Allyn and Bacon Chemistry Series|year=1974|location=Boston|pages=9–11}}</ref>
==इतिहास==
NMR की खोज का श्रेय [[ इसिडोर इसहाक रब्बी |इसिडोर इसहाक रब्बी]] को जाता है, जिन्हें 1944 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला था।<ref>{{Cite web|url=http://mriquestions.com/who-discovered-nmr.html|title = एनएमआर की खोज}}</ref> हार्वर्ड विश्वविद्यालय में पर्ससेल समूह और [[ स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय |स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय]] में बलोच समूह ने स्वतंत्र रूप से 1940 के दशक के अंत और 1950 के दशक की आरंभ में NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी विकसित की। [[ एडवर्ड मिल्स परसेल |एडवर्ड मिल्स परसेल]] और [[ फेलिक्स बलोच |फेलिक्स बलोच]] ने अपनी खोजों के लिए भौतिकी में 1952 का नोबेल पुरस्कार साझा किया।<ref>{{Cite web | title = परमाणु चुंबकीय अनुनाद सुविधा की पृष्ठभूमि और सिद्धांत पृष्ठ| url = http://www.nmr.unsw.edu.au/usercorner/nmrhistory.htm | publisher = Mark Wainwright Analytical Centre - University of Southern Wales Sydney | date = 9 December 2011 | access-date = 9 February 2014 | url-status = dead | archive-url = https://web.archive.org/web/20140127183200/http://www.nmr.unsw.edu.au/usercorner/nmrhistory.htm | archive-date = 27 January 2014 }}</ref>
==मूल NMR तकनीक ==
[[File:NMR sample.JPG|thumb|right|200px|NMR नमूना एक पतली दीवार वाली कांच की ट्यूब - एक [[ एनएमआर ट्यूब ]] में तैयार किया जाता है।]]

=== अनुनाद बारम्बारता ===
जब चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो NMR सक्रिय नाभिक (जैसे <sup>1</sup>H या <sup>13</sup>C) [[ आइसोटोप |आइसोटोप]] की बारम्बारता विशेषता पर [[ विद्युत चुम्बकीय विकिरण |विद्युत चुम्बकीय विकिरण]] को अवशोषित करते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Shah|first1=N|last2=Sattar|first2=A|last3=Benanti|first3=M|last4=Hollander|first4=S|last5=Cheuck|first5=L|date=January 2006|title=कैंसर के लिए एक इमेजिंग उपकरण के रूप में चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी: साहित्य की समीक्षा।|url=http://www.jaoa.org/content/106/1/23.full|journal=The Journal of the American Osteopathic Association|volume=106|issue=1|pages=23–27|pmid=16428685|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20130407015119/http://www.jaoa.org/content/106/1/23.full|archive-date=2013-04-07}}</ref> अनुनाद बारम्बारता, अवशोषित विकिरण की ऊर्जा और संकेत की तीव्रता चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के समानुपाती होती है। उदाहरण के लिए, 21 टेस्ला चुंबकीय क्षेत्र में, [[ हाइड्रोजन |हाइड्रोजन]] (आमतौर पर प्रोटॉन के रूप में संदर्भित) 900 MHz पर प्रतिध्वनित होता है। 21 T चुंबक को 900 [[ मेगाहर्ट्ज़ |मेगाहर्ट्ज़]] चुंबक के रूप में संदर्भित करना सामान्य है क्योंकि हाइड्रोजन सबसे साधारण नाभिक है, हालांकि विभिन्न नाभिक अपने [[ परमाणु चुंबकीय क्षण |परमाणु चुंबकीय क्षण]] ों के अनुपात में इस क्षेत्र की शक्ति पर विभिन्न बारम्बारता पर प्रतिध्वनित होंगे।{{cn|date=June 2021}}
=== नमूना हैंडलिंग ===
NMR स्पेक्ट्रोमीटर में आमतौर पर एक बहुत मजबूत चुंबक के अंदर एक कताई नमूना-धारक, एक रेडियो-आवृत्ति उत्सर्जक, और एक रिसीवर (एंटीना असेंबली) होता है जो नमूना को घेरने के लिए चुंबक के अंदर जाता है, वैकल्पिक रूप से प्रसार माप के लिए प्रवणता कॉइल, और इलेक्ट्रॉनिक्स प्रणाली को नियंत्रित करने के लिए। नमूना स्पिनिंग आमतौर पर प्रसार गति को औसत करने के लिए आवश्यक है, हालांकि कुछ प्रयोग स्थिर नमूने के लिए कहते हैं जब समाधान आंदोलन एक महत्वपूर्ण चर होता है। उदाहरण के लिए, [[ प्रसार स्थिरांक |प्रसार स्थिरांक]] का मापन (प्रसार आदेश स्पेक्ट्रोस्कोपी या DOSY)<ref>{{cite journal|author1=Johnson Jr., C. S.|year=1999|title=प्रसार ने परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी का आदेश दिया: सिद्धांत और अनुप्रयोग|journal=[[Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy]]|volume=34|issue=3–4|pages=203–256|doi=10.1016/S0079-6565(99)00003-5}}</ref><ref>{{cite journal|author1=Neufeld, R.|author2=Stalke, D.|year=2015|title=सामान्यीकृत प्रसार गुणांक के साथ बाहरी अंशांकन वक्रों का उपयोग करके DOSY-NMR के माध्यम से छोटे अणुओं का सटीक आणविक भार निर्धारण|journal=[[Chem. Sci.]]|volume=6|issue=6|pages=3354–3364|doi=10.1039/C5SC00670H|pmid=29142693|pmc=5656982}} {{open access}}</ref> कताई के साथ एक स्थिर नमूने का उपयोग करके किया जाता है, और प्रवाह कोशिकाओं का उपयोग प्रक्रिया प्रवाह के ऑनलाइन विश्लेषण के लिए किया जा सकता है।

=== पदावनत विलायक      ===
घोल में अधिकांश अणु विलायक अणु होते हैं, और अधिकांश नियमित विलायक [[ हाइड्रोकार्बन |हाइड्रोकार्बन]] होते हैं और इसलिए NMR-सक्रिय प्रोटॉन होते हैं। विलायक, हाइड्रोजन परमाणुओं से केवल संकेतों का पता लगाने से बचने के लिए, पदावनत विलायक का उपयोग किया जाता है, जहां 99+% प्रोटॉन को [[ ड्यूटेरियम |ड्यूटेरियम]] (हाइड्रोजन -2) से बदल दिया जाता है। सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला पदावनत विलायक [[ ड्यूटेरोक्लोरोफॉर्म |ड्यूटेरोक्लोरोफॉर्म]] (CDCl<sub>3</sub>) है, हालांकि अन्य विलायक का उपयोग विभिन्न कारणों से किया जा सकता है, जैसे कि नमूने की घुलनशीलता, [[ हाइड्रोजन बंध |हाइड्रोजन बंध]] को नियंत्रित करने की इच्छा, या गलनांक या क्वथनांक। विलायक के बीच एक अणु के रासायनिक बदलाव थोड़े बदल जाएंगे, और इस्तेमाल किए गए विलायक को लगभग हमेशा रासायनिक बदलाव के साथ सूचित किया जाएगा। NMR स्पेक्ट्रा को प्रायः अतिरिक्त टेट्रामेथिलसिलेन के बजाय ज्ञात विलायक अवशिष्ट प्रोटॉन शिखर के खिलाफ अंशशोधन किया जाता है।{{cn|date=June 2021}}
=== शिम और लॉक ===
परमाणु चुंबकीय अनुनाद के कारण बहुत कम आवृत्ति बदलाव का पता लगाने के लिए, लागू चुंबकीय क्षेत्र पूरे नमूना मात्रा में स्थिर होना चाहिए। उच्च विभेदन NMR स्पेक्ट्रोमीटर कुछ घन सेंटीमीटर के आयतन में चुंबकीय क्षेत्र की समरूपता को प्रति बिलियन भागों ([[ भाग प्रति अरब |भाग प्रति अरब]]) में समायोजित करने के लिए शिम (चुंबकत्व) का उपयोग करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र में असमानता और बहाव का पता लगाने और क्षतिपूर्ति करने के लिए, स्पेक्ट्रोमीटर एक अलग लॉक यूनिट के साथ विलायक ड्यूटेरियम आवृत्ति पर एक लॉक रखता है, जो अनिवार्य रूप से एक अतिरिक्त ट्रांसमीटर और आरएफ प्रोसेसर है जो लॉक न्यूक्लियस (ड्यूटेरियम) के बजाय ट्यून किया गया है। ब्याज के नमूने के नाभिक।<ref>{{Cite web|url=http://nmr.chem.wsu.edu/tutorials/basics/lock/|title = परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी केंद्र | वाशिंगटन स्टेट यूनिवर्सिटी}}</ref> आधुनिक एनएमआर स्पेक्ट्रोमीटर में शिमिंग को स्वचालित रूप से समायोजित किया जाता है, हालांकि कुछ मामलों में ऑपरेटर को सर्वोत्तम संभव रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने के लिए मैन्युअल रूप से शिम मापदंडों को अनुकूलित करना पड़ता है।<ref>{{cite web|url=http://nmr.chem.wsu.edu/tutorials/basics/lock/|title=एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए केंद्र: लॉक|website=nmr.chem.wsu.edu}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www2.chemistry.msu.edu/facilities/nmr/NMR_Artifacts.html|title=एनएमआर कलाकृतियां|website=www2.chemistry.msu.edu}}</ref>
===स्पेक्ट्रा का अधिग्रहण ===
एक रेडियो फ्रीक्वेंसी (60-1000 MHz) पल्स के साथ नमूने के उत्तेजना पर, एक परमाणु चुंबकीय अनुनाद प्रतिक्रिया - एक [[ मुक्त प्रेरण क्षय |मुक्त प्रेरण क्षय]] (FID) प्राप्त की जाती है। यह बहुत कमजोर सिग्नल है, और इसे लेने के लिए संवेदनशील रेडियो रिसीवर की आवश्यकता होती है। रॉ टाइम-डोमेन FID से फ़्रीक्वेंसी-डोमेन स्पेक्ट्रम निकालने के लिए [[ फुरियर रूपांतरण |फुरियर रूपांतरण]] किया जाता है। एकल FID के स्पेक्ट्रम में सिग्नल-टू-शोर अनुपात कम होता है, लेकिन बार-बार अधिग्रहण के औसत के साथ इसमें आसानी से सुधार होता है। अच्छा <sup>1</sup>H NMR स्पेक्ट्रा को 16 रिपीट के साथ प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें केवल कुछ मिनट लगते हैं। हालांकि, हाइड्रोजन से भारी तत्वों के लिए, विश्राम का समय काफी लंबा है, उदा-लगभग 8 सेकंड के लिए <sup>13</sup>C इस प्रकार, मात्रात्मक भारी-तत्व स्पेक्ट्रा का अधिग्रहण समय लेने वाला हो सकता है, जिसमें दसियों मिनट से लेकर घंटों तक का समय लग सकता है। कंपन के बाद, नाभिक औसतन, एक निश्चित कोण बनाम स्पेक्ट्रोमीटर चुंबकीय क्षेत्र के लिए उत्साहित होते हैं। उत्तेजना की सीमा को कंपन की चौड़ाई से नियंत्रित किया जा सकता है, आमतौर पर CA। इष्टतम 90° कंपन के लिए 3-8 µs  कंपन चौड़ाई के एक समारोह के रूप में (हस्ताक्षरित) तीव्रता रचकर कंपन चौड़ाई निर्धारित की जा सकती है। यह एक साइन लहर का अनुसरण करता है, और तदनुसार, 180° और 360° कंपन के अनुरूप कंपन चौड़ाई पर संकेत बदलता है।                                                                                                             उत्तेजना का उत्तेजना का क्षय समय, आमतौर पर सेकंड में मापा जाता है, विश्राम की प्रभावशीलता पर निर्भर करता है, जो हल्के नाभिक और ठोस पदार्थों के लिए तेज़ होता है, और भारी नाभिक और घोल के लिए धीमा होता है, और वे गैसों में बहुत लंबे हो सकते हैं। यदि विश्राम पूरा होने से पहले दूसरी उत्तेजना कंपन समय से पहले भेजी जाती है, तो औसत चुंबकीयकरण वेक्टर जमीन की स्थिति में क्षय नहीं हुआ है, जो अप्रत्याशित तरीके से सिग्नल की ताकत को प्रभावित करता है। व्यवहार में, शिखर क्षेत्र तब स्टोइकोमेट्री के समानुपाती नहीं होते हैं; केवल उपस्थिति, लेकिन कार्यात्मक समूहों की मात्रा को समझना संभव नहीं है। विश्राम के समय और इस प्रकार दालों के बीच आवश्यक देरी को निर्धारित करने के लिए एक उलटा वसूली प्रयोग किया जा सकता है। एक 180° कंपन, एक समायोज्य विलंब, और एक 90° कंपन संचारित होता है। जब 90° कंपन सिग्नल को बिल्कुल रद्द कर देता है, तो विलंब 90° विश्राम के लिए आवश्यक समय के अनुरूप होता है।<ref>{{cite web|url=http://triton.iqfr.csic.es/guide/eNMR/eNMR1D/invrec.html|title=उलटा-वसूली प्रयोग|first=Teodor|last=Parella|website=triton.iqfr.csic.es}}</ref> उलटा पुनर्प्राप्ति मात्रात्मक <sup>13</sup>C, 2D और अन्य समय लेने वाले प्रयोगों के लिए सार्थक है।

===रासायनिक बदलाव ===
{{Main|रासायनिक विस्थापन}}
कताई आवेश एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जिसके परिणामस्वरूप चुंबकीय क्षण स्पिन के समानुपाती होता है। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में, दो स्पिन राज्य मौजूद होते हैं (स्पिन 1/2 नाभिक के लिए): एक स्पिन अप और एक स्पिन डाउन, जहां एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित होता है और दूसरा इसका विरोध करता है। क्षेत्र की ताकत बढ़ने पर दो स्पिन राज्यों के बीच ऊर्जा (ΔE) में अंतर बढ़ता है, लेकिन यह अंतर आमतौर पर बहुत छोटा होता है, जिससे मजबूत NMR चुंबक (आधुनिक NMR उपकरणों के लिए 1-20 T) की आवश्यकता होती है। नाभिक के एक विशिष्ट सेट के सटीक स्पिन राज्य पृथक्करण के अनुरूप ऊर्जा के साथ नमूने का विकिरण निम्न ऊर्जा राज्य में नाभिक के उन सेटों को उच्च ऊर्जा राज्य में उत्तेजना का कारण बनता है।{{cn|date=June 2021}}  स्पिन 1/2 नाभिक के लिए, किसी दिए गए चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर दो स्पिन राज्यों के बीच ऊर्जा अंतर उनके चुंबकीय क्षण के समानुपाती होता है। हालाँकि, भले ही सभी प्रोटॉन के चुंबकीय क्षण समान हों, वे समान आवृत्ति मानों पर गुंजयमान संकेत नहीं देते हैं। यह अंतर रुचि के केंद्रक के अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक वातावरण से उत्पन्न होता है। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के आवेदन पर, ये इलेक्ट्रॉन क्षेत्र की प्रतिक्रिया में चलते हैं और स्थानीय चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जो अधिक मजबूत लागू क्षेत्र का विरोध करते हैं। यह स्थानीय क्षेत्र इस प्रकार लागू चुंबकीय क्षेत्र से प्रोटॉन को ढाल देता है, जिसे अनुनाद (RF ऊर्जा का अवशोषण) प्राप्त करने के लिए बढ़ाया जाना चाहिए। इस तरह की वृद्धि बहुत कम होती है, आमतौर पर भाग प्रति मिलियन (PPM) में। उदाहरण के लिए, एल्डिहाइड से प्रोटॉन शिखर को CA स्थानांतरित कर दिया जाता है। हाइड्रोकार्बन शिखर की तुलना में 10 PPM, क्योंकि एक इलेक्ट्रॉन-निकासी समूह के रूप में, कार्बोनिल स्थानीय इलेक्ट्रॉन घनत्व को कम करके प्रोटॉन को हटा देता है। इसलिए 2.3487 T और 2.3488 T के बीच का अंतर लगभग 42 PPM है। हालांकि एक आवृत्ति पैमाने का उपयोग आमतौर पर NMR संकेतों को निर्दिष्ट करने के लिए किया जाता है, भले ही स्पेक्ट्रोमीटर चुंबकीय क्षेत्र को व्यापक रूप से संचालित कर सकता है, और इस प्रकार 42 PPM 100 MHz संदर्भ आवृत्ति (RF) के लिए 4200 Hz है।

हालांकि, यह देखते हुए कि विभिन्न NMR संकेतों का स्थान बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और संदर्भ आवृत्ति पर निर्भर है, संकेतों को आमतौर पर एक संदर्भ संकेत के सापेक्ष रिपोर्ट किया जाता है, आमतौर पर TMS ([[ टेट्रामेथिलसिलेन |टेट्रामेथिलसिलेन]])। इसके अतिरिक्त, चूंकि NMR संकेतों का वितरण क्षेत्र पर निर्भर है, इसलिए इन आवृत्तियों को स्पेक्ट्रोमीटर आवृत्ति द्वारा विभाजित किया जाता है। हालाँकि, चूंकि हम Hz को MHz से विभाजित कर रहे हैं, परिणामी संख्या बहुत छोटी होगी, और इस प्रकार इसे एक मिलियन से गुणा किया जाता है। इसलिए यह ऑपरेशन प्रति मिलियन भागों की इकाइयों के साथ रासायनिक बदलाव नामक एक लोकेटर नंबर देता है।<ref name = keeler-2>{{cite web | publisher = [[University of California, Irvine]] | work = Understanding NMR Spectroscopy | author = James Keeler | format = reprinted at [[University of Cambridge]] | url = http://www-keeler.ch.cam.ac.uk/lectures/Irvine/chapter2.pdf | title = अध्याय 2: एनएमआर और ऊर्जा स्तर| access-date = 2007-05-11}}</ref> सामान्य तौर पर, प्रोटॉन के लिए रासायनिक बदलाव अत्यधिक अनुमानित होते हैं क्योंकि बदलाव मुख्य रूप से सरल परिरक्षण प्रभाव (इलेक्ट्रॉन घनत्व) द्वारा निर्धारित किए जाते हैं, लेकिन कई भारी नाभिकों के लिए रासायनिक बदलाव उत्तेजित राज्यों सहित अन्य कारकों से अधिक दृढ़ता से प्रभावित होते हैं (परिरक्षण टेंसर में पैरामैग्नेटिक योगदान) .{{cn|date=June 2021}}

[[File:Lipscomb-NMR-hexaborene-B6H10.png|thumb|right|रासायनिक बदलाव का उदाहरण: हेक्साबोरेन B<sub>6</sub>H<sub>10</sub> का NMR स्पेक्ट्रम आवृत्ति में स्थानांतरित चोटियों को दिखाते हुए, जो आणविक संरचना के बारे में सुराग देते हैं। (व्याख्या विवरण पढ़ने के लिए क्लिक करें)]]रासायनिक बदलाव अणु की संरचना के बारे में जानकारी प्रदान करता है। इस जानकारी में अपरिष्कृत डेटा के रूपांतरण को स्पेक्ट्रम निर्दिष्ट करना कहा जाता है। उदाहरण के लिए, के लिए <sup>1</sup>एथेनॉल के लिए H-NMR स्पेक्ट्रम (CH .)<sub>3</sub>चौधरी<sub>2</sub>OH), एक तीन विशिष्ट रासायनिक बदलावों में से प्रत्येक पर संकेतों की अपेक्षा करेगा: एक CH<sub>3</sub> के लिए समूह, CH<sub>2</sub> के लिए एक समूह और एक OH समूह के लिए। एक CH<sub>3</sub> समूह में 1 PPM के आसपास एक शिफ्ट है, एक CH<sub>2</sub> एक OH से जुड़ा हुआ लगभग 4 PPM की एक शिफ्ट है और एक OH में 2-6 PPM से कहीं भी बदलाव होता है जो इस्तेमाल किए गए विलायक और हाइड्रोजन बॉन्डिंग की मात्रा पर निर्भर करता है। जबकि ओ परमाणु अपने पारस्परिक सिग्मा बंधन के माध्यम से संलग्न H से इलेक्ट्रॉन घनत्व को दूर करता है, O पर इलेक्ट्रॉन अकेला जोड़े अपने परिरक्षण प्रभाव में H को स्नान करते हैं।
[[ पैरामैग्नेटिक एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी |पैरामैग्नेटिक एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी]] में, पैरामैग्नेटिक नमूनों पर माप किए जाते हैं। अनुचुम्बकत्व बहुत विविध रासायनिक परिवर्तनों को जन्म देता है। <sup>1</sup>H में NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी, केमिकल शिफ्ट रेंज हजारों PPM तक फैल सकती है।<ref name="ott">{{cite journal|last1=Ott|first1=J. C.|last2=Wadepohl|first2=H.|last3=Enders|first3=M.|last4=Gade|first4=L. H.|date=2018|title=समाधान प्रोटॉन एनएमआर को अपने चरम पर ले जाना: इंटरमीडिएट-स्पिन आयरन कॉम्प्लेक्स में एक हाइड्राइड अनुनाद की भविष्यवाणी और पहचान|journal=J. Am. Chem. Soc.|volume=140|issue=50|pages=17413–17417|doi=10.1021/jacs.8b11330|pmid=30486649|s2cid=207195859}}</ref>                                            कमरे के तापमान पर आणविक गति के कारण, NMR प्रयोग के दौरान तीन मिथाइल प्रोटॉन औसत निकल जाते हैं (जिसे आमतौर पर कुछ [[ मिलीसेकंड |मिलीसेकंड]] की आवश्यकता होती है)। ये प्रोटॉन ऊर्जा के स्तर को खराब कर देते हैं और उसी रासायनिक बदलाव पर एक शिखर बनाते हैं।

चोटियों का आकार और क्षेत्रफल भी रासायनिक संरचना के संकेतक हैं। उपरोक्त उदाहरण में - इथेनॉल का प्रोटॉन स्पेक्ट्रम-CH<sub>3</sub> चोटी में OH चोटी का क्षेत्रफल तीन गुना है। इसी प्रकार CH<sub>2</sub> शिखर OH शिखर के क्षेत्रफल का दोगुना होगा लेकिन CH<sub>3</sub> के क्षेत्रफल का केवल 2/3 शिखर होगा।

सॉफ्टवेयर चोटियों की सिग्नल तीव्रता के विश्लेषण की अनुमति देता है, जो कि इष्टतम विश्राम की शर्तों के तहत, उस प्रकार के प्रोटॉन की संख्या के साथ सहसंबंधित होता है। सिग्नल की तीव्रता का विश्लेषण इंटीग्रल-गणितीय प्रक्रिया द्वारा किया जाता है जो एक वक्र के नीचे के क्षेत्र की गणना करता है। विश्लेषक को शिखर को एकीकृत करना चाहिए और उसकी ऊंचाई को नहीं मापना चाहिए क्योंकि चोटियों की भी चौड़ाई होती है और इस प्रकार इसका आकार उसके क्षेत्र पर निर्भर करता है न कि उसकी ऊंचाई पर। हालांकि, यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि प्रोटॉन, या किसी अन्य देखे गए नाभिक की संख्या, सबसे सरल एक-आयामी NMR प्रयोगों में NMR सिग्नल की तीव्रता, या [[ अभिन्न |अभिन्न]] के समानुपाती है। अधिक विस्तृत प्रयोगों में, उदाहरण के लिए, प्रयोग आमतौर पर [[ कार्बन-13 |कार्बन-13]] NMR स्पेक्ट्रा प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, संकेतों का अभिन्न अंग नाभिक की विश्राम दर और इसके अदिश और द्विध्रुवीय युग्मन स्थिरांक पर निर्भर करता है। बहुत बार इन कारकों को कम जाना जाता है - इसलिए, अधिक जटिल NMR प्रयोगों में NMR सिग्नल के अभिन्न अंग की व्याख्या करना बहुत कठिन है।

=== J-युग्मन ===<!-- This section is linked from [[Hyperfine coupling]] -->
{{Main|J-युग्मन}}
{| class=wikitable style="text-align:center" align=right
! बहुलता !! तीव्रता अनुपात
|-
| Singlet (s) || 1
|-
| Doublet (d) || 1:1
|-
| Triplet (t) || 1:2:1
|-
| Quartet (q) || 1:3:3:1
|-
| Quintet || 1:4:6:4:1
|-
| Sextet || 1:5:10:10:5:1
|-
| Septet || 1:6:15:20:15:6:1
|}
[[File:1H NMR Ethanol Coupling shown.svg|thumb|450px|CH<sub>2</sub>-हाइड्रोजन एक दूसरे के साथ युग्मन कर रहे हैं, जिसके परिणामस्वरूप क्रमशः एक तिहाई और चौकड़ी होती है।]]एक-आयामी NMR स्पेक्ट्रम में संरचना निर्धारण के लिए कुछ सबसे उपयोगी जानकारी NMR सक्रिय नाभिक के बीच J-युग्मन या स्केलर युग्मन (स्पिन-स्पिन युग्मन का एक विशेष मामला) से आती है। यह युग्मन एक अणु के रासायनिक बंधों के माध्यम से विभिन्न स्पिन राज्यों की बातचीत से उत्पन्न होता है और इसके परिणामस्वरूप NMR संकेतों का विभाजन होता है। एक प्रोटॉन के लिए, स्थानीय चुंबकीय क्षेत्र थोड़ा भिन्न होता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि एक आसन्न नाभिक स्पेक्ट्रोमीटर चुंबकीय क्षेत्र की ओर इशारा करता है या नहीं, जो एक के बजाय प्रति प्रोटॉन दो संकेतों को जन्म देता है। ये विभाजन पैटर्न जटिल या सरल हो सकते हैं और इसी तरह, सीधे व्याख्यात्मक या भ्रामक भी हो सकते हैं। यह युग्मन एक अणु में परमाणुओं की संयोजकता में विस्तृत अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।{{cn|date=June 2021}}
n समतुल्य (स्पिन ½) नाभिक से युग्मन सिग्नल को n+1 'मल्टीप्लेट' में विभाजित करता है, जो पास्कल के त्रिकोण के बाद तीव्रता अनुपात के साथ होता है जैसा कि दाईं ओर वर्णित है। अतिरिक्त स्पिन के लिए युग्मन से मल्टीप्लेट के प्रत्येक घटक के और विभाजन हो जाएंगे उदा। दो अलग-अलग स्पिन ½ नाभिक के साथ काफी भिन्न युग्मन स्थिरांक के साथ युग्मन करने से डबलट (संक्षिप्त नाम: dd) हो जाएगा। ध्यान दें कि नाभिक के बीच युग्मन जो रासायनिक रूप से समतुल्य हैं (अर्थात, एक ही रासायनिक बदलाव है) का NMR स्पेक्ट्रा पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है और नाभिक के बीच युग्मन जो दूर होते हैं (आमतौर पर लचीले अणुओं में प्रोटॉन के अलावा 3 से अधिक बांड) आमतौर पर बहुत छोटे होते हैं देखने योग्य विभाजन पैदा करने के लिए। [[ चक्रीय यौगिक |चक्रीय यौगिक]] और सुगंधित यौगिकों में तीन से अधिक बांडों पर लंबी दूरी के युग्मन प्रायः देखे जा सकते हैं, जिससे अधिक जटिल विभाजन पैटर्न हो सकते हैं।{{cn|date=June 2021}}                                                                                                               उदाहरण के लिए, ऊपर वर्णित इथेनॉल के प्रोटॉन स्पेक्ट्रम में, CH<sub>3</sub> समूह को दो पड़ोसी CH<sub>2</sub> द्वारा 1:2:1 के तीव्रता अनुपात के साथ एक ट्रिपल में विभाजित किया गया है इसी प्रकार, CH<sub>2</sub> तीन पड़ोसी CH<sub>3</sub> द्वारा 1:3:3:1 के तीव्रता अनुपात के साथ एक चौकड़ी में विभाजित किया गया है प्रोटॉन सिद्धांत रूप में, CH<sub>2</sub> प्रोटॉन भी हाइड्रॉक्सिल प्रोटॉन द्वारा क्वार्टेट्स का एक डबल बनाने के लिए फिर से एक डबल में विभाजित हो जाएगा, लेकिन अम्लीय हाइड्रॉक्सिल प्रोटॉन के इंटरमॉलिक्युलर एक्सचेंज के परिणामस्वरूप प्रायः युग्मन जानकारी का क्षति होती है।

किसी भी स्पिन-1/2 नाभिक जैसे फॉस्फोरस-31 या फ्लोरीन-19 से युग्मन इस तरह से काम करता है (हालांकि युग्मन स्थिरांक के परिमाण बहुत भिन्न हो सकते हैं)। लेकिन विभाजन पैटर्न ½ से अधिक स्पिन वाले नाभिक के लिए ऊपर वर्णित लोगों से भिन्न होते हैं क्योंकि [[ स्पिन क्वांटम संख्या |स्पिन क्वांटम संख्या]] में दो से अधिक संभावित मान होते हैं। उदाहरण के लिए, ड्यूटेरियम (एक स्पिन 1 नाभिक) के लिए युग्मन सिग्नल को 1:1:1 ट्रिपल में विभाजित करता है क्योंकि स्पिन 1 में तीन स्पिन अवस्थाएं होती हैं। इसी तरह, एक स्पिन 3/2 नाभिक जैसे <sup>35</sup>Cl सिग्नल को 1:1:1:1 चौकड़ी आदि में विभाजित करता है।

रासायनिक बदलाव (और प्रोटॉन के लिए एकीकरण) के साथ संयुक्त युग्मन हमें न केवल नाभिक के रासायनिक वातावरण के बारे में बताता है, बल्कि अणु के भीतर पड़ोसी एनएमआर सक्रिय नाभिक की संख्या भी बताता है। समान रासायनिक बदलाव पर या हाइड्रोजन के अलावा अन्य नाभिक के स्पेक्ट्रा में कई चोटियों के साथ अधिक जटिल स्पेक्ट्रा में, युग्मन प्रायः विभिन्न नाभिकों को अलग करने का एकमात्र तरीका होता है।

[[File:Menthol Proton Spectrum.jpg|thumb|431px|<sup>क्षैतिज अक्ष पर पीपीएम में रासायनिक बदलाव के साथ [[ मेन्थॉल ]] का 1</sup>H NMR स्पेक्ट्रम। प्रत्येक चुंबकीय रूप से असमान प्रोटॉन में एक विशेषता बदलाव होता है, और अन्य प्रोटॉन के लिए युग्मन चोटियों के कई हिस्सों में विभाजित होने के रूप में दिखाई देते हैं: उदा। शिखर a, मिथाइल समूह a में तीन चुंबकीय रूप से समकक्ष प्रोटॉन की वजह से, युगल एक आसन्न प्रोटॉन (e) के लिए और इस प्रकार एक डबल के रूप में प्रकट होता है।]]

====द्वितीय क्रम (या मजबूत) युग्मन ====
उपरोक्त विवरण मानता है कि असमान स्पिन के बीच NMR आवृत्तियों में अंतर की तुलना में युग्मन स्थिरांक छोटा है। यदि शिफ्ट पृथक्करण कम हो जाता है (या युग्मन शक्ति बढ़ जाती है), तो मल्टीप्लेट तीव्रता पैटर्न पहले विकृत हो जाते हैं, और फिर अधिक जटिल हो जाते हैं और कम आसानी से विश्लेषण किया जाता है (विशेषकर यदि दो से अधिक स्पिन सम्मिलित हैं)। मल्टीप्लेट में कुछ चोटियों की तीव्रता शेष की कीमत पर प्राप्त की जाती है, जो कभी-कभी पृष्ठभूमि शोर में लगभग गायब हो जाती है, हालांकि चोटियों के नीचे एकीकृत क्षेत्र स्थिर रहता है।                                                                                                                                         अधिकांश उच्च-क्षेत्र NMR में, हालांकि, विकृतियां आमतौर पर मामूली होती हैं और विशेषता विकृतियां वास्तव में संबंधित चोटियों की पहचान करने में मदद कर सकती हैं।

इनमें से कुछ पैटर्न का विश्लेषण [[ जॉन पोपले |जॉन पोपले]] द्वारा प्रकाशित [[ पोपल नोटेशन |पोपल नोटेशन]] के साथ किया जा सकता है,<ref>{{cite journal |last=Pople |first=J. A. |author2=Bernstein, H. J. |author3=Schneider, W. G. |date=1957 |title=परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रा का विश्लेषण|journal=Can. J. Chem. |volume=35 |pages=65–81 |doi=10.1139/v57-143}}</ref> हालांकि इसका दायरा सीमित है।

मल्टीप्लेट्स के बीच आवृत्ति अंतर बढ़ने पर दूसरे क्रम के प्रभाव कम हो जाते हैं, जिससे उच्च-क्षेत्र (यानी उच्च-आवृत्ति) NMR स्पेक्ट्रा कम आवृत्ति स्पेक्ट्रा की तुलना में कम विरूपण प्रदर्शित करता है। 60MHz पर प्रारंभिक स्पेक्ट्रा, बाद की मशीनों से स्पेक्ट्रा की तुलना में विरूपण के लिए अधिक प्रवण थे, आमतौर पर 200MHz या उससे अधिक आवृत्तियों पर काम कर रहे थे।

इसके अलावा, जैसा कि दाईं ओर की आकृति में है, जे-कपलिंग का उपयोग रिंग के ऑर्थो-मेटा-पैरा प्रतिस्थापन की पहचान करने के लिए किया जा सकता है। ऑर्थो कपलिंग 15Hz पर सबसे मजबूत है, मेटा 2Hz के औसत के साथ चलता है, और अंत में पैरा कपलिंग आमतौर पर अध्ययन के लिए महत्वहीन है।

====चुंबकीय असमानता ====
{{Details|चुंबकीय असमानता}}
अधिक सूक्ष्म प्रभाव तब हो सकते हैं जब रासायनिक रूप से समतुल्य स्पिन (अर्थात, समरूपता से संबंधित नाभिक और इसलिए समान NMR आवृत्ति वाले) बाहरी स्पिन के लिए अलग-अलग युग्मन संबंध रखते हैं। स्पिन जो रासायनिक रूप से समतुल्य हैं लेकिन अप्रभेद्य नहीं हैं (उनके युग्मन संबंधों के आधार पर) चुंबकीय रूप से असमान कहलाते हैं।                                                        उदाहरण के लिए, 1,2-डाइक्लोरोबेंजीन की 4H साइटें समरूपता द्वारा दो रासायनिक समकक्ष जोड़े में विभाजित होती हैं, लेकिन जोड़े में से एक के व्यक्तिगत सदस्य के पास दूसरी जोड़ी बनाने वाले स्पिन के लिए अलग-अलग युग्मन होते हैं।                                                                                                                                                                                                          चुंबकीय असमानता अत्यधिक जटिल स्पेक्ट्रा को जन्म दे सकती है जिसका विश्लेषण केवल कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग द्वारा किया जा सकता है। इस तरह के प्रभाव सुगंधित और अन्य गैर-लचीली प्रणालियों के NMR स्पेक्ट्रा में अधिक आम हैं, जबकि लचीले अणुओं में C-C बांड के बारे में गठनात्मक औसत आसन्न कार्बन पर प्रोटॉन के बीच युग्मन को बराबर करता है, चुंबकीय असमानता के साथ समस्याओं को कम करता है।

== सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी ==
{{Details|2D-NMR}}
[[ सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी |सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी]] कई प्रकार के द्वि-आयामी परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) स्पेक्ट्रोस्कोपी या 2 डी-NMR में से एक है। इस प्रकार के NMR प्रयोग को इसके संक्षिप्त नाम, सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा जाना जाता है। अन्य प्रकार के द्वि-आयामी NMR में J-स्पेक्ट्रोस्कोपी, एक्सचेंज स्पेक्ट्रोस्कोपी (EXSY), न्यूक्लियर ओवरहॉसर इफेक्ट स्पेक्ट्रोस्कोपी (NOESY), कुल सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी (TOCSY), और हेटेरोन्यूक्लियर सहसंबंध प्रयोग, जैसे [[ HSQC |HSQC]], [[ HMQC |HMQC]], और [[ HMBC |HMBC]] सम्मिलित हैं। सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी में, उत्सर्जन एक व्यक्तिगत नाभिक के शिखर पर केंद्रित होता है; यदि इसका चुंबकीय क्षेत्र थ्रू-बॉन्ड (COSY, HSQC, आदि) या थ्रू-स्पेस (NOE) युग्मन द्वारा किसी अन्य नाभिक के साथ सहसंबद्ध है, तो सहसंबद्ध नाभिक की आवृत्ति पर एक प्रतिक्रिया का भी पता लगाया जा सकता है। द्वि-आयामी NMR स्पेक्ट्रा एक-आयामी NMR स्पेक्ट्रा की तुलना में एक [[ अणु |अणु]] के बारे में अधिक जानकारी प्रदान करते हैं और विशेष रूप से अणुओं की संरचना को निर्धारित करने में उपयोगी होते हैं, विशेष रूप से अणुओं के लिए जो एक-आयामी NMR का उपयोग करने के लिए काम करने के लिए बहुत जटिल हैं। पहला द्वि-आयामी प्रयोग, COSY, 1971 में यूनिवर्सिटी लिब्रे डी ब्रुक्सेल्स के प्रोफेसर जीन जेनर द्वारा प्रस्तावित किया गया था।<ref>{{cite journal | doi = 10.1063/1.432450 | volume=64 | issue=5 | title=द्वि-आयामी स्पेक्ट्रोस्कोपी। परमाणु चुंबकीय अनुनाद के लिए आवेदन| year=1976 | journal=The Journal of Chemical Physics | page=2229 | last1 = Aue | first1 = W. P.| bibcode=1976JChPh..64.2229A }}</ref><ref>{{Cite encyclopedia | doi = 10.1002/9780470034590.emrhp0087 | title=जेनर, जीन: 2डी एनएमआर के शुरुआती दिनों के बारे में यादें| year=2007 | encyclopedia=Encyclopedia of Magnetic Resonance | last1 = Jeener | first1 = Jean| isbn=978-0470034590 }}</ref> इस प्रयोग को बाद में वाल्टर पी. एयू, एनरिको बार्थोल्डी और रिचर्ड आर. अर्न्स्ट द्वारा लागू किया गया, जिन्होंने 1976 में अपना काम प्रकाशित किया।<ref>Martin, G.E; Zekter, A.S.,  ''Two-Dimensional NMR Methods for Establishing Molecular Connectivity''; VCH Publishers, Inc:  New York, 1988 (p.59)</ref>
==ठोस-अवस्था परमाणु चुंबकीय अनुनाद ==
[[Image:900 magnet new.jpg|thumb|right|सॉलिड-स्टेट 900 MHz (21.1 टी .)<ref>{{cite web |url=http://nmr900.ca/instrument_e.html |title=ठोस के लिए राष्ट्रीय अल्ट्राहाई-फील्ड एनएमआर सुविधा|access-date=2014-09-22 }}</ref>) ठोस पदार्थों के लिए कनाडाई राष्ट्रीय अल्ट्राहाई-फील्ड NMR सुविधा में NMR स्पेक्ट्रोमीटर]]
{{Details|ठोस अवस्था NMR}}
विभिन्न प्रकार की भौतिक परिस्थितियाँ अणुओं को घोल में अध्ययन करने की अनुमति नहीं देती हैं, और साथ ही अन्य स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीकों द्वारा परमाणु स्तर तक भी नहीं। ठोस-चरण मीडिया में, जैसे कि क्रिस्टल, माइक्रोक्रिस्टलाइन पाउडर, जैल, अनिसोट्रोपिक घोल, आदि, यह विशेष रूप से द्विध्रुवीय युग्मन और रासायनिक बदलाव अनिसोट्रॉपी है जो परमाणु स्पिन सिस्टम के व्यवहार के लिए प्रमुख हो जाते हैं। पारंपरिक समाधान-राज्य एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी में, इन अतिरिक्त अंतःक्रियाओं से वर्णक्रमीय रेखाओं का एक महत्वपूर्ण विस्तार होगा। विभिन्न प्रकार की तकनीकें उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्थितियों को स्थापित करने की अनुमति देती हैं, जो कम से कम <sup>13</sup>C स्पेक्ट्रा, सॉल्यूशन-स्टेट NMR स्पेक्ट्रा से तुलनीय हो।

उच्च-रिज़ॉल्यूशन सॉलिड-स्टेट NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए दो महत्वपूर्ण अवधारणाएं नमूना अभिविन्यास द्वारा संभावित आणविक अभिविन्यास की सीमा और नमूना कताई द्वारा अनिसोट्रोपिक परमाणु चुंबकीय बातचीत की कमी हैं। बाद के दृष्टिकोण में, जादू के कोण के चारों ओर तेजी से घूमना एक बहुत ही प्रमुख तरीका है, जब सिस्टम में स्पिन 1/2 नाभिक सम्मिलित होता है। CA की कताई दर 20 kHz का उपयोग किया जाता है, जिसके लिए विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है। आंशिक संरेखण या कम गतिशीलता के नमूनों के साथ कई मध्यवर्ती तकनीकों का वर्तमान में एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी में उपयोग किया जा रहा है।

जिन अनुप्रयोगों में सॉलिड-स्टेट NMR प्रभाव होता है, वे प्रायः झिल्ली प्रोटीन, प्रोटीन फाइब्रिल या सभी प्रकार के पॉलिमर पर संरचना की जांच और अकार्बनिक रसायन विज्ञान में रासायनिक विश्लेषण से संबंधित होते हैं, लेकिन इसमें पौधे की पत्तियों और ईंधन कोशिकाओं जैसे विदेशी अनुप्रयोग भी सम्मिलित होते हैं। उदाहरण के लिए, रहमानी एट अल। ड्यूटेरियम NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करते हुए द्विकोशिकीय संरचनाओं की स्व-संयोजन पर दबाव और तापमान के प्रभाव का अध्ययन किया।<ref>A. Rahmani, C. Knight, and M. R. Morrow. Response to hydrostatic pressure of bicellar dispersions containing anionic lipid: Pressure-induced interdigitation.  2013, 29 (44), pp 13481–13490, {{doi|10.1021/la4035694}}</ref>
==जैव आणविक NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी==

=== प्रोटीन ===
{{Main|प्रोटीन की परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी}}
NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी के भीतर अधिकांश नवाचार [[ प्रोटीन एनएमआर |प्रोटीन एनएमआर]] स्पेक्ट्रोस्कोपी के क्षेत्र में हैं, जो [[ संरचनात्मक जीव विज्ञान |संरचनात्मक जीव विज्ञान]] में एक महत्वपूर्ण तकनीक है। इन जांचों का एक सामान्य लक्ष्य प्रोटीन की उच्च विभेदन 3-आयामी संरचनाएं प्राप्त करना है, जो [[ एक्स - रे क्रिस्टलोग्राफी |एक्स - रे क्रिस्टलोग्राफी]] द्वारा प्राप्त की जा सकती है। X-ray क्रिस्टलोग्राफी के विपरीत, NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी आमतौर पर 35 [[ केडीए |केडीए]] से छोटे प्रोटीन तक सीमित है, हालांकि बड़ी संरचनाओं को हल किया गया है। NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रायः आंशिक या पूर्ण [[ आंतरिक रूप से असंरचित प्रोटीन |आंतरिक रूप से असंरचित प्रोटीन]] पर उच्च स्थिरता की जानकारी प्राप्त करने का एकमात्र तरीका है। यह अब [[ संरचना गतिविधि संबंध |संरचना गतिविधि संबंध]]ों के निर्धारण के लिए एक सामान्य उपकरण है जहां बातचीत से पहले और बाद में संरचना, उदाहरण के लिए, एक दवा उम्मीदवार की तुलना इसकी ज्ञात जैव रासायनिक गतिविधि से की जाती है। प्रोटीन इस लेख में पहले चर्चा किए गए छोटे कार्बनिक अणुओं की तुलना में बड़े परिमाण के क्रम हैं, लेकिन बुनियादी NMR तकनीक और कुछ NMR सिद्धांत भी लागू होते हैं। एक छोटे कार्बनिक यौगिक की तुलना में प्रोटीन अणु में मौजूद परमाणुओं की बहुत अधिक संख्या के कारण, मूल 1D स्पेक्ट्रा अतिव्यापी संकेतों के साथ एक हद तक भीड़ हो जाती है जहां प्रत्यक्ष वर्णक्रमीय विश्लेषण अस्थिर हो जाता है। इसलिए, इस समस्या से निपटने के लिए बहुआयामी (2, 3 या 4D) प्रयोग तैयार किए गए हैं। इन प्रयोगों को सुविधाजनक बनाने के लिए, प्रोटीन को आइसोटोप लेबल करना वांछनीय है <sup>13</sup>C और नाइट्रोजन के समस्थानिक <sup>15</sup>N प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाला प्रमुख समस्थानिक <sup>12</sup>C NMR-सक्रिय नहीं है और प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले प्रमुख का परमाणु चौगुना क्षण है <sup>14</sup>N समस्थानिक इस नाइट्रोजन समस्थानिक से उच्च विभेदन जानकारी प्राप्त होने से रोकता है। प्रोटीन की संरचना के निर्धारण के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे महत्वपूर्ण विधि अणु के भीतर परमाणुओं के बीच की दूरी को मापने के लिए न्यूक्लियर ओवरहॉसर प्रभाव का उपयोग करती है। इसके बाद, प्राप्त दूरियों का उपयोग [[ दूरी ज्यामिति |दूरी ज्यामिति]] समस्या को हल करके अणु की 3D संरचना उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। NMR का उपयोग प्रोटीन के विभिन्न क्षेत्रों की गतिशीलता और गठनात्मक लचीलेपन के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए भी किया जा सकता है।

=== न्यूक्लिक अम्ल ===
{{Main|न्यूक्लिक एसिड के परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी}}
[[ न्यूक्लिक अम्ल |न्यूक्लिक अम्ल]] NMR [[ डीएनए |डीएनए]] या RNA जैसे पॉलीन्यूक्लिक अम्ल की संरचना और गतिशीलता के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग है।  {{As of|2003}}, सभी ज्ञात आरएनए संरचनाओं का लगभग आधा NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा निर्धारित किया गया था।<ref name="furtig">{{cite journal|last1=Fürtig|first1=Boris|last2=Richter|first2=Christian|last3=Wöhnert|first3=Jens|last4=Schwalbe|first4=Harald|date=2003|title=आरएनए की एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी|journal=ChemBioChem|volume=4|issue=10|pages=936–62|doi=10.1002/cbic.200300700|pmid=14523911|s2cid=33523981}}</ref>                                                                                                                                      न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी समान हैं लेकिन अंतर मौजूद हैं। न्यूक्लिक एसिड में हाइड्रोजन परमाणुओं का एक छोटा प्रतिशत होता है, जो आमतौर पर NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी में देखे जाने वाले परमाणु होते हैं, और क्योंकि [[ न्यूक्लिक एसिड डबल हेलिक्स |न्यूक्लिक एसिड डबल हेलिक्स]] कठोर और मोटे तौर पर रैखिक होते हैं, वे लंबी दूरी के सहसंबंध देने के लिए खुद को वापस नहीं मोड़ते हैं।<ref name="addess">{{cite book|last=Addess|first=Kenneth J.|title=बायोऑर्गेनिक केमिस्ट्री: न्यूक्लिक एसिड|date=1996|publisher=Oxford University Press|location=New York|isbn=978-0-19-508467-2|author2=Feigon, Juli |editor=Hecht, Sidney M.|chapter=Introduction to <sup>1</sup>H NMR Spectroscopy of DNA}}</ref> आमतौर पर न्यूक्लिक एसिड के साथ किए जाने वाले एनएमआर के प्रकार हैं <sup>1</sup>H या प्रोटॉन NMR, <sup>13</sup>C NMR, <sup>15</sup>N NMR, और <sup>31</sup>P NMR। द्वि-आयामी NMR तरीकों का लगभग हमेशा उपयोग किया जाता है, जैसे कि सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी (COSY) और कुल सुसंगतता हस्तांतरण स्पेक्ट्रोस्कोपी (TOCSY) के माध्यम से बंधन परमाणु युग्मन का पता लगाने के लिए, और परमाणु ओवरहाउसर प्रभाव स्पेक्ट्रोस्कोपी (NOESY) नाभिक के बीच युग्मन का पता लगाने के लिए जो अंतरिक्ष में एक दूसरे के करीब हैं।।<ref name="wemmer">{{cite book|last=Wemmer|first=David|title=न्यूक्लिक एसिड: संरचनाएं, गुण और कार्य|date=2000|publisher=University Science Books|location=Sausalito, California|isbn=978-0-935702-49-1|editor=Bloomfield, Victor A.|editor2=Crothers, Donald M.|editor3=Tinoco, Ignacio |chapter=Chapter 5: Structure and Dynamics by NMR}}</ref>                                                                                                                                                                                                                                              स्पेक्ट्रम से लिए गए पैरामीटर, मुख्य रूप से NOESY क्रॉस-पीक्स और [[ जे-युग्मन |जे-युग्मन]], का उपयोग स्थानीय संरचनात्मक विशेषताओं जैसे [[ ग्लाइकोसिडिक बंध |ग्लाइकोसिडिक बंध]] एंगल्स, [[ द्विफलक कोण |द्विफलक कोण]] (कारप्लस समीकरण का उपयोग करके), और शुगर पकर कन्फर्मेशन को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। बड़े पैमाने की संरचना के लिए, इन स्थानीय मापदंडों को अन्य संरचनात्मक मान्यताओं या मॉडलों के साथ पूरक होना चाहिए, क्योंकि डबल हेलिक्स ट्रैवर्स होने पर त्रुटियां जुड़ जाती हैं, और प्रोटीन के विपरीत, डबल हेलिक्स में एक कॉम्पैक्ट इंटीरियर नहीं होता है और यह वापस नहीं मुड़ता है अपने आप। NMR गैर-मानक ज्यामिति जैसे न्यूक्लिक एसिड डबल हेलिक्स # झुकने, गैर-वाटसन-क्रिक बेसपेयरिंग और [[ समाक्षीय स्टैकिंग |समाक्षीय स्टैकिंग]] की जांच के लिए भी उपयोगी है। यह प्राकृतिक आरएनए ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स की संरचना की जांच करने में विशेष रूप से उपयोगी रहा है, जो [[ नली का लूप |नली का लूप]] और [[ छद्म गाँठ |छद्म गाँठ]] जैसे जटिल अनुरूपण को अपनाते हैं। NMR प्रोटीन या दवाओं जैसे अन्य अणुओं के लिए एप्टैमर के बंधन की जांच के लिए भी उपयोगी है, यह देखकर कि दूसरे अणु के बंधन पर अनुनादों को स्थानांतरित कर दिया जाता है।<ref name="wemmer"/>
=== कार्बोहाइड्रेट ===
{{Main|कार्बोहाइड्रेट की परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी}}
[[ कार्बोहाइड्रेट |कार्बोहाइड्रेट]] NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी कार्बोहाइड्रेट की संरचना और संरचना पर प्रश्नों को संबोधित करता है। कार्यात्मक समूहों में सीमित भिन्नता के कारण 1H NMR द्वारा कार्बोहाइड्रेट का विश्लेषण चुनौतीपूर्ण है, जो NMR स्पेक्ट्रम के संकीर्ण बैंड में केंद्रित 1H प्रतिध्वनि की ओर जाता है। दूसरे शब्दों में, खराब वर्णक्रमीय फैलाव है। एनोमेरिक प्रोटॉन रेजोनेंस को इस तथ्य के कारण दूसरों से अलग किया जाता है कि एनोमेरिक कार्बन में दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। छोटे कार्बोहाइड्रेट के लिए, विसंगतिपूर्ण प्रोटॉन प्रतिध्वनि का फैलाव व्यक्तिगत कार्बोहाइड्रेट अवशेषों के संपूर्ण स्पिन सिस्टम की जांच के लिए 1D TOCSY प्रयोगों के उपयोग की सुविधा प्रदान करता है।

=== ड्रग डिस्कवरी ===

घोल में छोटे अणुओं की ऊर्जा न्यूनतम और घूर्णी ऊर्जा अवरोधओं का ज्ञान NMR का उपयोग करके पाया जा सकता है, उदा- क्रमशः मुक्त लिगैंड गठनात्मक प्राथमिकताओं और गठनात्मक गतिकी को देखते हुए। इसका उपयोग दवा डिजाइन परिकल्पनाओं को निर्देशित करने के लिए किया जा सकता है, क्योंकि प्रयोगात्मक और परिकलित मूल्य तुलनीय हैं। उदाहरण के लिए, एस्ट्राजेनेका अपने ऑन्कोलॉजी अनुसंधान और विकास के लिए NMR का उपयोग करती है। <ref name="balazs">{{cite journal|last1=Balazs|first1=Amber|last2=Davies|first2=Nichola|last3=Longmire|first3=David|last4=Packer|first4=Martin|last5=Chiarparin|first5=Elisabetta|date=2021|title=एनएमआर मुक्त लिगैंड अनुरूपता और परमाणु संकल्प गतिशीलता|journal=Magnetic Resonance Discussions|pages=1–16|doi=10.5194/mr-2021-27|s2cid=233441183}}</ref>
==यह भी देखें==
{{columns-list|colwidth=30em|* [[पृथ्वी का क्षेत्र एनएमआर]]
* [[विवो चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी में]]
* [[मस्तिष्क की कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी]]
* [[निम्न क्षेत्र एनएमआर]]
* [[चुम्बकीय अनुनाद इमेजिंग]]
* [[एनएमआर क्रिस्टलोग्राफी]]
* [[एनएमआर स्पेक्ट्रा डेटाबेस]]
* [[स्टीरियोआइसोमर्स की एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी]]
* [[परमाणु चतुर्भुज अनुनाद]]
* [[स्पंदित क्षेत्र चुंबक]]
* [[प्रोटॉन-एन्हांस्ड न्यूक्लियर इंडक्शन स्पेक्ट्रोस्कोपी]]
* [[ट्रिपल-रेजोनेंस न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेजोनेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी]]
* [[जीरो फील्ड एनएमआर]]
* [[परमाणु चुंबकीय अनुनाद decoupling]]}}
[[ परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी ]] के संबंधित तरीके:
* मोसबाउर प्रभाव
* [[ मून स्पिन स्पेक्ट्रोस्कोपी ]]
* विक्षुब्ध कोणीय सहसंबंध

== संदर्भ ==
{{Reflist}}


==अग्रिम पठन==
* {{Cite book |title=Nuclear Magnetic Resonance : applications to organic chemistry |author=John D. Roberts |date=1959 |publisher =McGraw-Hill Book Company |isbn=9781258811662 |url= http://resolver.caltech.edu/CaltechBOOK:1959.001|author-link=John D. Roberts }}
* {{Cite book |title=High-resolution Nuclear Magnetic Resonance |author=J.A.Pople |author2=W.G.Schneider|author3=H.J.Bernstein|date=1959 |publisher =McGraw-Hill Book Company |author-link=John Pople |author2-link=William G. Schneider }}
* {{Cite book |title=The Principles of Nuclear Magnetism |author=A. Abragam |date=1961 |publisher =Clarendon Press |isbn=9780198520146 |author-link=Anatole Abragam }}
* {{Cite book |title=Principles of magnetic resonance: with examples from solid state physics |author=Charles P. Slichter |date=1963 |publisher=Harper & Row |isbn=9783540084761 |author-link=Charles Pence Slichter }}
* {{Cite book |title=High Resolution Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy|author=John Emsley |author2=James Feeney|author3=Leslie Howard Sutcliffe|date=1965 |publisher=Pergamon |isbn=9781483184081 |author-link=John Emsley }}


==बाहरी संबंध==
{{Commons category}}
* {{cite web | publisher = [[University of California, Irvine]] | title = Understanding NMR Spectroscopy | author = James Keeler | format = reprinted at [[University of Cambridge]] | url = http://www-keeler.ch.cam.ac.uk/lectures/Irvine/ | access-date = 2007-05-11}}
* [http://www.cis.rit.edu/htbooks/nmr/ The Basics of NMR] - A non-technical overview of NMR theory, equipment, and techniques by Dr. Joseph Hornak, Professor of Chemistry at RIT
* [http://scion.duhs.duke.edu/vespa/gamma/ GAMMA and PyGAMMA Libraries] - GAMMA is an open source C++ library written for the simulation of Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy experiments. PyGAMMA is a Python wrapper around GAMMA.
* [https://web.archive.org/web/20190420221319/http://www.nmr-relax.com/ relax] Software for the analysis of NMR dynamics
* [http://scion.duhs.duke.edu/vespa/project/wiki Vespa] - VeSPA (Versatile Simulation, Pulses and Analysis) is a free software suite composed of three Python applications. These GUI based tools are for magnetic resonance (MR) spectral simulation, RF pulse design, and spectral processing and analysis of MR data.

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{{Branches of spectroscopy}}
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