Kohlenstoff-13 Festkörper-NMR von organischer Substanz im Boden - die Technik effektiv nutzen

Festkörper 13C CPMAS NMR bietet viele Möglichkeiten zur Charakterisierung von Kohlenstoff in organischer Substanz im Boden (SOM). Die Effektivität wird jedoch oft durch ein mangelndes Verständnis der Techniken sowie durch fehlende praktische Zugangs- und Schulungsmöglichkeiten für Studierende eingeschränkt. Von nahezu 250 modernen NMR-Systemen in Kanada steht ungefähr eines tatsächlich für SOM-Studien zur Verfügung, und es gibt eine schlechte Kommunikation zwischen NMR-Betreibern und SOM-Anwendern. Während die quantitative Zuverlässigkeit bis zu einem gewissen Grad durch mehrere Kontaktzeit-Experimente oder Einzelimpuls (Bloch-Zerfall) Spektren adressiert werden kann, ist es auch wichtig, die Auswirkungen des Hintergrunds des Spektrometers, drehender Nebenbänder (insbesondere bei höheren magnetischen Feldern) und von Verarbeitungsoperationen wie Linienverbreiterung, Phasenkorrektur und Basislinienkorrektur zu berücksichtigen. In vielen Studien muss mehr Berücksichtigung der Instrumentenspezifikationen, der benötigten Informationsart und der Frage, ob Probenfraktionierung oder Vorbehandlung eingesetzt werden sollte, erfolgen. Strukturelle Informationen können durch dipolare Entkopplungs- und Nebenbandunterdrückungssequenzen erheblich verbessert werden. Sequenzen, die auf Relaxationsunterschieden basieren, können Kohlenstoffpools mit unterschiedlichen Strukturen offenbaren. Die Datenanalyse kann durch Hauptkomponentenanalyse, Spektraldekonvolution und Differenzspektren verbessert werden. Studien über Xenobiotika und C-Stoffwechsel können durch 13C-Markierung erheblich unterstützt werden. Ein zentrales Problem bei SOM-Anwendungen bleibt jedoch die Kluft in der Kultur und den Erwartungen der Benutzer. Schlüsselwörter: Organische Substanz im Boden, 13C CPMAS NMR, Bloch-Zerfall, dipolares Entkoppeln, drehende Nebenbänder