Strona główna

Metody szybkiej rejestracji widm nmr w badaniach strukturalnych”


Pobieranie 6.8 Kb.
Data19.06.2016
Rozmiar6.8 Kb.
mgr Krzysztof Kazimierczuk

Wydział Chemii UW

Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych

Streszczenie rozprawy doktorskiej:


Metody szybkiej rejestracji widm NMR w badaniach strukturalnych”
Promotor pracy: dr hab. Wiktor Koźmiński, prof. UW

Tematem pracy jest wykorzystanie próbkowania losowego, znanego z wielu dziedzin techniki, w badaniach strukturalnych biomolekuł prowadzonych przy użyciu spektroskopii Jądrowego Rezonansu Magnetycznego (ang. Nuclear Magnetic Resonance – NMR).

W pierwszym rozdziale pracy przedstawiono w zarysie różnorakie metody analizy strukturalnej kwasów nukleinowych i białek. Następnie porównano dwie z nich charakteryzujące się atomową rozdzielczością uzyskiwanych struktur: spektroskopię NMR i krystalografię rentgenowską.

Rozdział drugi szczegółowe omawia wielowymiarową spektroskopię NMR w aspekcie analizy sygnałów. Zawiera on wyjaśnienie sposobu wywołania i pomiaru sygnału Swobodnego Zaniku Indukcji będącego funkcją wielu zmiennych czasowych, omówienie jego parametrów oraz przedstawienie procedury Transformacji Fouriera pozwalającej uzyskać jego widmo. Zasygnalizowany jest tu również problem ograniczenia rozdzielczości takiego widma przez niedoskonałości tzw. próbkowania konwencjonalnego, czyli pomiaru sygnału w stałych odstępach czasu. Ograniczenie to związane jest z potrzebą spełnienia tzw. Teorematu o Próbkowaniu, który uzależnia wielkość owego odstępu od szerokości widmowej sygnału i w konsekwencji uniemożliwia próbkowanie wysokich częstotliwości w taki sposób.

W rozdziale trzecim przedstawiono znaną w technice ideę tzw. Przetwarzania Sygnałów Wolnego od Aliasingu (Digital Alias-free Signal Processing, DASP) opartego na próbkowaniu losowym, tzn. próbkowaniu ze zmiennym odstępem pomiędzy próbami. Próbkowanie losowe wykorzystuje się w analizie widmowej sygnałów, których pomiar trudno jest w sposób satysfakcjonujący przeprowadzić metodą konwencjonalną. Do takich sygnałów należy wielowymiarowy sygnał Swobodnego Zaniku Indukcji będący przedmiotem pomiaru w eksperymencie NMR. Problem spełnienia Teorematu o Próbkowaniu przybiera w jego przypadku inną postać i wynika z czasochłonności pomiaru punktów w dziedzinie czasu, jednak jego rozwiązaniu może również służyć próbkowanie losowe.

Rozdział czwarty zawiera rozważania na temat możliwości wykorzystania losowego próbkowania w NMR. Przedstawiono tu sposób adaptacji losowego próbkowania wynikający z owych cech oraz metodę przetwarzania danych (Wielowymiarową Transformację Fouriera) i algorytmy optymalizujące procedurę próbkowania i transformacji. Omawiane rozwiązania zostały przeanalizowane teoretycznie oraz wdrożone do praktyki laboratoryjnej w Laboratorium Badań Strukturalnych Uniwersytetu Warszawskiego.



W rozdziale piątym zaprezentowano kilka przykładów prac eksperymentalnych wykorzystujących omawiane rozwiązania, takich jak pomiar stałych sprzężenia w białkach czy nowatorskie eksperymenty służące przypisaniu sygnałów widmowych w białkach (na przykładzie białka prionu ludzkiego) oraz kwasach nukleinowych (dupleks DNA d(GACTAGTC) ).

W ostatnim rozdziale pracy skupiono się na perspektywach rozwoju metody, której udoskonalenia opracowywane są w toku dalszych badań, prowadzonych nie tylko na Uniwersytecie Warszawskim, ale również w innych laboratoriach na świecie.


©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość