NMR FQ&A

 Hỏi nhanh, đáp gọn về NMR (NMR Q&A)

01. NMR là gì  (What is NMR) ?

NMR là viết tắt tên tiếng Anh của một phương pháp phổ - Nuclear Magnetic Resonance, dịch sang tiếng Việt là: Cộng hưởng từ hạt nhân, là phương pháp xác định và nghiên cứu cấu trúc phân tử. NMR có thể cho ta biết một chất nào đó là chất gì, có phải là chất A, chất B hay không. "Chất" ở đây phải hiểu là hợp chất hay đơn chất, chứ không phải là hỗn hợp chất (xem thêm câu hỏi 3).

02. Cấu trúc phân tử gồm những thông tin gì (Information from molecular structure) ?

Vể nguyên tắc, phổ NMR sẽ có thể cung cấp các thông tin liên quan tới cấu trúc phân tử của chất cần phân tích, cụ thể là:

• Có những nguyên tố nào trong mẫu chất (trong phân tử), số lượng mỗi loại nguyên tố là bao nhiêu nguyên tử. Ví dụ nhờ phổ NMR có thể nói rằng phân tử chất cần nghiên cứu có 01 nguyên tử C, 01 nguyên tử H và 03 nguyên tử Cl. 
• Các nguyên tử trong phân tử kết nối, sắp xếp như thế nào để tạo thành cấu trúc không gian của phân tử (loại liên kết, góc liên kết, thứ tự liên kết,...). Ví dụ: nguyên tử C có liên kết đồng thời với nguyên tử H và 03 nguyên tử Cl.

Từ 02 cụm thông tin cơ bản trên, chúng ta có thể dựng thành cấu trúc không gian và tra cứu xem tên chất này là gì, có phải là chất A hay chất B không.

Trong ví dụ minh họa đơn giản trên, nhờ thông tin cấu trúc nhận được từ phổ NMR, chúng ta có thể xác định được chất cần phân tích là Chloroform.

Đôi khi chúng ta không tra cứu thấy chất có cấu trúc như kết quả phân tích phổ NMR. Trường hợp này có thể chất phân tích là một chất hoàn toàn mới. Thường người nghiên cứu phải rất thận trọng khi kết luận tìm ra chất mới.

03. NMR có phân tích được mẫu hỗn hợp hay không  (Mixed samples)?

Vật chất có thể là đơn chất, hợp chất hay hỗn hợp các chất. Ví dụ: Đồng (Cu), bạc (Ag) là các đơn chất, bao gồm một loại nguyên tố, nước (H2O), caffeine (C8H10N4O2) là các hợp chất, bao gồm nhiều nguyên tố, còn cà phê, nước tương, bột nghệ là các hỗn hợp,chất, bao gồm nhiều hợp chất, từ vài hợp chất cho đến hàng nghìn hợp chất.

Đơn chất thì quá đơn giản, việc phân tích thường không cần đến NMR. Hợp chất là đối tượng chính của NMR, nhưng phân tích các mẫu hỗn hợp mới là bài toán có tính thực tiễn cao nhất. Ví dụ: Phân tích xem nước tiểu của người A và người B có khác nhau không, nước mắm Phú Quốc và nước mắm Phan Thiết có gì khác nhau, giống nhau, dịch chiết cây đinh lăng và rễ đinh lăng có khác nhau không,  sâm Cao Ly khác gì với sâm Ngọc Linh, ... Với NMR, các bài toán phân tích mẫu hỗn hợp nói trên thường phải quy về các bài toán phân tích mẫu hợp chất (xem câu hỏi tiếp theo).

Gần đây, xu hướng đo phổ mẫu hỗn hợp được quan tâm và phát triển khá rầm rộ nhưng chủ yếu không quan tâm tới khía cạnh cấu trúc phân tử. Hai hướng chính sử dụng phổ NMR mẫu hốn hợp là: 

• NMR thống kê, dùng các công cụ thống kê để khai thác thông tin phổ NMR mẫu hỗn hợp
• NMR định lượng, đánh giá tỷ phần các chất trong các sản phẩm dược hay thực phẩm.

 04. Làm thế nào phân tích NMR mẫu hỗn hợp (NMR analysis of mixed samples) ?

Phần lớn các chất trong tự nhiên và cuộc sống hàng ngày mà chúng ta cần phân tích đều ở dạng hỗn hợp của nhiều hợp chất. Muốn phân tích chi tiết mẫu hỗn hợp người ta phải tiến hành tách riêng, làm sạch từng hợp chất có trong thành phần hỗn hợp. Ví dụ, tách coffeine từ nước cà phê, tách curcumin từ củ nghệ, tách các acid amine có trong bia. Kỹ thuật tách và làm sạch là một kỹ thuật rất cơ bản trong hóa học nói chung, hóa hữu cơ nói riêng. Sau khi chiết, tách, làm sạch, người ta mới tiến hành phân tích cấu trúc từng hợp chất thành phần đã làm sạch, hoặc phân tích một vài hợp chất cần quan tâm. Trong nhiều trường hợp, khâu chiết tách, làm sạch chiếm rất nhiều thời gian, kinh phí.

05. Có phân tích định lượng được bằng NMR không (qNMR)?

Phần lớn chúng ta đều nghĩ rằng NMR là công cụ phân tích định tính, nhằm xác định, kiểm chứng cấu trúc hợp chất. Nói cách khác, NMR chủ yếu trả lời cấu hỏi: Cái gì (What?) chứ không phải cấu hỏi Bao nhiêu (How much?). Thực ra, NMR cũng là một công cụ phân tích định lượng khá mạnh. Chỉ có điều, chức năng phân tích định tính của NMR quá lấn át nên không nhiều người biết đến NMR định lượng (Qualtitative NMR).

NMR định lượng (qNMR) ra đời muộn hơn nhiều so với NMR định tính, hay còn gọi là NMR cấu trúc, nhưng qNMR cũng đã sớm khẳng định vai trò ngang ngửa so với các phương pháp phân tích định lượng khác (HPLC, MS, UV), chưa kể qNMR còn có những ưu thế vượt trội như: phân tích rất nhanh, không cần chất chuẩn của chính chất cần phân tích, không cần lập đường chuẩn, ...

06. Mẫu phân tích NMR ở dạng khí, lỏng hay rắn (MAS NMR)?

Về nguyên tắc, NMR có thể đo được cả 3 dạng mẫu khí, lỏng và rắn, nhưng trên thực tế, hầu như người ta không đo NMR mẫu khí, vì độ nhạy phương pháp NMR rất thấp, rất khó để phát hiện phân tử với nồng độ rất loãng trong pha khí.

Mẫu dạng lỏng là phổ biến nhất trong phân tích NMR. Phổ NMR dạng mẫu lỏng có các vạch cộng hưởng nhọn, sắc nét, tách bạch rõ ràng nên có độ phân giải cao. Chính vì vậy, phổ NMR mẫu lỏng thường được gọi là Phổ NMR phân giải cao, viết tắt là HR NMR (High Resolution).

Ngược lại với mẫu dạng khí, mẫu dạng rắn có mật độ hạt nhân rất cao, thuận tiện về độ nhạy để đo NMR, nhưng khác với mẫu dạng lỏng, nơi các phân tử có thể chuyển động tự do nên mẫu có tính đẳng hướng, còn mẫu rắn thường có tính dị hướng gây nên "hiệu ứng rộng vạch". Do tính dị hướng, phổ NMR mẫu rắn không phải là các vạch cộng hưởng nhọn, mảnh mà sẽ là các vạch rất rộng, rất khó để phân tích. Để khắc phục hiệu ứng rộng vạch do dị hướng, người ta thường hòa tan mẫu rắn trong dung môi thích hợp để chuyển về NMR mẫu lỏng để đạt được HR NMR. Với những trường hợp không thể chuyển sang dạng lỏng (không tan, khó tan, ...) hoặc bắt buộc phải đo ở nguyên dạng rắn, người ta phải thực hiện đo trên thiết bị NMR chuyên cho mẫu dạng rắn. Khi đó mẫu sẽ được quay nhanh trên trục nghiêng một góc 54,7 độ so với từ trường, gọi là "quay theo góc kỳ diệu", viết tắt là MAS. Vì thế phổ NMR mẫu rắn được gọi là phổ MAS NMR để phân biệt với NMR mẫu lỏng.

07. NMR phân tích được những nguyên tố nào (NMR active nuclei) ?

Thực ra NMR không phân tích các nguyên tố mà là phân tích các hạt nhân của các nguyên tố có mặt trong một hợp chất. Trong tự nhiên, mỗi nguyên tố như H, C, N, Cl, Pt, ... thường bao gồm nhiều hơn một loại hạt nhân. Các loại hạt nhân này giống nhau về số proton nhưng khác nhau về khối lượng, gọi là các đồng vị. Ví dụ nguyên tố Hydro (H) có 03 đồng vị là 1H, 2H, 3H, cùng có 01 proton, nhưng khác nhau về số notron. Về nguyên tắc, phổ NMR của 1H hoàn toàn khác với phổ NMR của 2H hay 3H, mặc dù đều là nguyên tố Hydro. Như vậy, về bản chất có thể nói NMR là phương pháp phân tích trực tiếp các đồng vị trong một hợp chất.

Theo nguyên lý và lý thuyết, NMR chỉ có thể phát hiện được các hạt nhân có từ tính. May thay là với mỗi nguyên tố, thường sẽ có ít nhất 01 đồng vị mà hạt nhân có từ tính. Do vậy, về nguyên tắc, NMR có thể phát hiện được hầu hết các nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Nhưng cần lưu ý rằng từ tính của các hạt nhân (đồng vị) rất khác nhau, do vậy có thể có hạt nhân rất dễ đo phổ NMR, nhưng có những hạt nhân đo phổ NMR vô cùng khó khăn, nếu không muốn nói là hầu như không thể đo được.

Như vậy, về bản chất hóa lý phải nói rằng: NMR phân tích các đồng vị trong phân tử, tức là phân tích các hạt nhân trong phân tử, chứ không phải là phân tích các nguyên tố, trên cơ sở đó dựng lên bức tranh cấu trúc của phân tử.

 08. Thời gian đo một phổ NMR là bao lâu (Time for NMR experiments) ?

Về mặt kỹ thuật NMR, thời gian đo 01 phổ NMR là khoảng thời gian tính từ khi máy NMR bắt đầu tác động lên mẫu (tác động xung, ...) cho đến khi thu được phổ gốc, gọi là FID, không kể thời gian khởi động máy, chuẩn bị mẫu, nhập thông tin, yêu cầu đo, ... Độ dài thời gian này phụ thuộc chủ yếu vào loại phổ NMR cần đo (xem câu hỏi 12), lượng mẫu phân tích và kích thước phân tử.

 Ví dụ, nếu đủ mẫu (xem câu hỏi 9) thì thời gian đo phổ 1H NMR là vài chục giây, phổ 13C NMR hay phổ 2 chiều NMR là vài chục phút đến cỡ hàng giờ. Khi mẫu ít hoặc quá ít, người ta phải dùng kỹ thuật tích phổ, quét phổ nhiều lần, do vậy thời gian đo sẽ tăng lên, có thể là vài tiếng đến cỡ ngày, thậm chí thời gian đo một phổ 3 chiều NMR mẫu protein có thể là vài ngày. 

 Phổ gốc FID mới chỉ như là phim khi chụp ảnh, còn cần qua công đoạn rửa ảnh mới thành ảnh được. Thời gian cho công đoạn xử lý phổ gốc FID thành phổ NMR, bao gồm biến đổi Fourrier và nhiều công đoạn khác, có thể chỉ vài phút đến vài giờ tùy theo mức độ phức tạp của phổ, mức độ chi tiết, nắn nót, tỷ mỷ của người xử lý cũng như yêu cầu của người đặt hàng. 

09. Có những yêu cầu gì đối với mẫu đo phổ NMR (Requirements for NMR samples) ?

Các yêu cầu quan trọng đối với mẫu để đo phổ NMR là:

• Mẫu phải là một hợp chất duy nhất, hay như thường nói: Mẫu phải sạch.
• Mẫu phải hòa tan tốt trong một dung môi nào đó.
• Mẫu không dễ phân hủy.
• Lượng mẫu cần cho 01 lần đo phổ NMR: Tùy thuộc loại phổ NMR muốn đo, tùy thuộc kích thước phân tử cần phân tích và độ lớn từ trường máy NMR. Với máy NMR 500MHz (hiện khá thông dụng) đo phổ 1H NMR (loại phổ NMR có độ nhạy cao nhất), cần 2-10 mg chất, hòa tan trong 0,6 - 1mL dung môi, đo phổ 13C NMR cần khoảng 10 - 50mg chất với cùng lượng dung môi. Với các chất có phân tử lượng càng lớn, lượng chất càng cần nhiều. Với các máy có từ trường càng cao, lượng mẫu cần càng ít. 

 10. Dung môi NMR khác gì dung môi thường (NMR solvents) ?

Hợp chất đem đo NMR có thể hòa tan tốt trong một hoặc nhiều loại dung môi.Trường hợp không tìm được dung môi hòa tan sẽ phải đo phổ mẫu rắn MAS NMR. Khi đo phổ NMR, mẫu sẽ phải hòa tan trong dung môi đặc chủng, thường gọi là dung môi NMR. Dung môi NMR chỉ khác dung môi thông thường là các đồng vị 1H được thay bằng 2H (Đơtơry - D). Chính vì vậy, người ta còn gọi dung môi NMR là dung môi D. Ví dụ: D2O là dung môi nước cho NMR, trong khi dung môi thông thường tương ứng là H2O. Giá dung môi D đắt gấp nhiều lần dung môi thông thường. Ví dụ: CH3OH (Methanol) có giá khoảng 12.000 đ/L, trong khi MD3OD có giá khoảng 140.000.000 đ/L, đắt gấp hơn 1.000 lần.

11. Dung môi NMR có cần độ sạch cao không (Purity of deuterated solvents) ?

Độ sạch dung môi NMR được hiểu là tỷ lệ 2H/1H trong dung môi. Với dung môi chưa đạt 100% 2H hay còn gọi là 100%D, trong dung môi sẽ còn 1H do vậy sẽ tạo ra tín hiệu 1H của dung môi trên phổ và còn có thể gây nên một số hiệu ứng phụ khác. Điều này là không mong muốn. Dù vậy, vị trí tín hiệu 1H của dung môi thường đã được biết nên cũng không sợ lẫn với tín hiệu 1H của mẫu. Nhiều người còn quen và thích dùng tín hiệu dung môi làm tín hiệu chuẩn, thay cho tín hiệu chuẩn TMS.

Mặt khác, giá thành dung môi NMR độ sạch cao rất đắt. Dung môi 100%D có giá cỡ gấp đôi so với dung môi NMR 99,8%D. Do vậy, trừ các trường hợp đặc biệt phải cần dung môi tuyệt đối, dung môi độ sạch 95 - 98% là chấp nhận được. Khi đó trên một số dạng phổ NMR sẽ xuất hiện vết dung môi biết trước.   

 12. Có những dạng phổ NMR  gì (NMR experiments)?

Khác với một số phương pháp phân tích phổ khác, chỉ gồm một hay vài dạng phổ, NMR bao gồm vài trăm dạng phổ khác nhau từ đơn giản đến phức tạp và hàng năm vẫn ra đời các dạng phổ NMR mới (xem hình bên dưới). Trong các dạng phổ NMR, phổ 1H NMR là thông dụng nhất, hầu như đã đo NMR là đo phổ 1H. Phổ 1H cho thông tin về các nguyên tử Hydro trong phân tử, nhưng cũng cung cấp các thông tin nhất định về các nguyên tố khác trong phân tử. Phổ 13C cũng là một dạng phổ NMR rất phổ biến, cung cấp thông tin về C trong phân tử. Tương tự, còn có các dạng phổ NMR cho các loại hạt nhân khác, thường gọi là phổ NMR dị nhân, như 19F NMR, 31P NMR, ... Việc chọn đo những dạng phổ NMR nào là tùy thuộc yêu cầu của bài toán phân tích (phân tử có cấu trúc phức tạp hay không, máy có đo được không, mẫu có đủ không, kinh phí có đủ không ...?).

Việc chọn dạng phổ NMR để đo cũng gần giống như chọn các chỉ tiêu khi xét nghiệm máu. Chúng ta có thể phân tích chỉ một vài chỉ tiêu cơ bản nhất như số lượng hồng cầu, bạch cầu nhưng cũng có thể phân tích rất nhiều chỉ tiêu khác như men gan, mỡ máu, đông máu, nhóm máu, ... tùy theo mức độ phức tạp của căn bệnh cần chẩn đoán, tùy theo điều kiện kỹ thuật của bệnh viện và tùy theo khả năng kinh phí.

 13. Vì sao phổ 1H NMR còn gọi là phổ proton (Proton spectrum)?

Proton và nơtron là hai loại hạt cơ bản cấu tạo nên hạt nhân. Với một nguyên tố xác định, số proton trong hạt nhân là một con số xác định, bằng số thứ tự nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Ví dụ, nguyên tố Hydro có 3 dạng hạt nhân (03 đồng vị), đều chỉ có 1 proton, nhưng khác nhau số nơtron: 0 - 1 và 2 nơtron. Hạt nhân chỉ có 01 proton, không có nơtron nào, ký hiệu là 1H, thường gọi là proton. Đây là hạt nhân nhỏ nhất trong số các hạt nhân và là hạt nhân duy nhất chỉ có 01 proton, không có nơtron. Vì vậy người ta còn gọi phổ 1H NMR là phổ proton.

14. Gửi mẫu đo phổ NMR ở đâu (NMR Service) ?

Hiện tại có 05 nơi tại Việt Nam có máy NMR đang hoạt động tại các địa chỉ sau:

• Trung tâm Phổ ứng dụng, Viện Hóa Học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội; ĐT: 04 37563788 - Máy 500 và 600MHz. 
• Khoa Hóa học, ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội, 19 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội; ĐT: 04 38253503 - Máy 500MHz. 
• Dự án JICA SCANBER, ĐHBK Hà Nội, 01 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội; ĐT: 04 22153107 - Máy 400MHz.
• Phòng phân tích trung tâm, ĐHKHT - ĐHQG HCM, Nguyễn Văn Cừ, Q5, Tp HCM, ĐT: 08. 38353515 - Máy 500MHz.
• Viện Kiểm nghiệm thuốc Tp HCM; 200 Cô Bắc, Q1, Tp HCM; ĐT: (84-28) 38368518 - Máy 400MHz.

15. Có những hãng nào sản xuất và cung cấp máy đo phổ NMR (NMR spectrometers)?

Hãng VARIAN (Mỹ) là hãng đầu tiên sản xuất phổ kế NMR thương mại hóa (để bán). Do kỹ thuật phổ kế NMR ngày càng tối tân, phức tạp nên trên thực tế, khi nhiều nhất (những năm 70-80 thế kỷ trước) trên thế giới cũng chỉ có 04 nhà sản xuất phổ kế NMR, sau đó giảm xuống còn 03 hãng là: VARIAN (Mỹ), Bruker (Đức - Thụy Sỹ) và JEOL (Nhật bản). Ba hãng này cạnh tranh thị trường phổ kế NMR, nhưng JEOL chủ yếu chiếm thị trường Nhật Bản, còn VARIAN và Bruker cạnh tranh quyết liệt trên các thị trường còn lại với lợi thế ở châu Âu thuộc về Bruker và châu Mỹ thuộc về VARIAN.

Năm 2010, hãng VARIAN giải thể, phần sản xuất NMR được bán cho hãng Agilent (Mỹ). Từ thời điểm sang tên, Agilent NMR chững hẳn lại, gần như nhường thị trường cho Bruker và JEOL.

Quãng năm 2013, khi xảy ra hiện tượng khủng hoảng thiếu Hêli lỏng, một số nhà sản xuất thiết bị phân tích đã mở ra thị trường Mini NMR, là loại phổ kế NMR không cần nam châm siêu dẫn, do đó không cần Heli lỏng. Hiện tại trên thế giới có 4-5 nhà cung cấp các dạng thiết bị Mini NMR.  

16. Nơi chưa có máy NMR có phân tích NMR được không (NMR services by post)?

Theo câu hỏi #14 thì ở Việt Nam mới chỉ có máy NMR ở Hà Nội và Tp HCM. Hầu hết các nơi có máy NMR đều có nhận phân tích cho khách hàng ở xa, gửi mẫu theo bưu điện và trả kết quả qua Email. Ví dụ, mẫu gửi về phân tích tại Trung tâm phổ ứng dụng, Viện Hóa Học gửi theo địa chỉ: 

 "ThS Đặng Vũ Lương, Viện Hóa học, nhà A18, số 18 Hoàng Quốc Việt, quận Cầu Giấy, Hà Nội -     ĐT: 024 37563788". 

Mẫu cần được đóng gói, bao bì cẩn thận, an toàn, kèm theo các thông tin cần thiết như: 

• Họ tên người gửi * 
• Tên, địa chỉ cơ quan *, 
• Tên mẫu *, 
• Dung môi hòa tan *, 
• Cấu trúc dự đoán, 
• Các dạng phổ yêu cầu đo *, 
• Địa chỉ email nhận kết quả *.

Kết quả sẽ được gửi qua email hoặc bưu điện. Kinh phí thanh toán qua tài khoản ngân hàng (TCB).

 17. Giá thành đo phổ NMR (Price for NMR services)

Ở các nước, giá thành đo phổ NMR được tính theo thời gian sử dụng máy, thường từ 50-80$ cho 1 giờ chạy máy, tăng gấp đôi khi đo ưu tiên (chen hàng) và giảm giá cho sinh viên hoặc thời gian chạy máy về đêm hay ngày nghỉ. Ở Việt Nam, kinh phí đo phổ được tính theo số lượng phổ và dạng phổ yêu cầu đo. Ngoài ra, kinh phí đo còn bao gồm phần tiêu hao dung môi đặc chủng NMR (xem câu hỏi #10). Thông thường, với mỗi mẫu đo, kinh phí sẽ gồm: Kinh phí dung môi NMR (tùy thuộc loại dung môi và số lần pha) + Kinh phí đo phổ (tùy thuộc dạng phổ và số lượng phổ yêu cầu đo).

Để tiết kiệm kinh phí, với một lần pha dung môi NMR nên đo luôn tất cả các dạng phổ NMR cần đo, hoặc đo phổ 1H trước rồi đo ngay các dạng phổ còn lại. Nếu đo nay một phổ, ít lâu sau một phổ, ... dung môi sẽ bay, phải bổ sung hoặc pha lại, tồn kinh phí pha dung môi, chưa kể mẫu có thể bị biến đổi tính chất, người đo cũng gặp khó khăn vì phải thay mẫu trên máy nhiều lần.

18. Vì sao mẫu ít lại phải tăng thời gian đo (Sample is not enough)

Về nguyên lý kỹ thuật NMR, cường độ tín hiệu phổ NMR phụ thuộc số phân tử của chất được đưa vào trong ống đo NMR. Lượng chất càng nhiều, số phân tử càng nhiều, tín hiệu NMR càng mạnh và ngược lại, nhưng lưu ý rằng nếu quá nhiều mẫu hay pha mẫu quá đặc lại gây ra các hiệu ứng phụ, lại làm giảm chất lượng phổ.

Nếu lượng chất không đủ mức quy định (xem câu hỏi 9) người đo sẽ phải tích phổ, tức là tăng số lần quét phổ, nói cách khác là phải đo đi đo lại nhiều lần. Nói chung, cường tín hiệu tăng tỷ lệ với căn bậc hai của số lần quét phổ, ví dụ tăng số lần quét phổ lên gấp bốn (x 4) sẽ làm cường độ tín hiệu NMR tăng lên cỡ 02 lần, tăng quét phổ lên 100 lần (x100) sẽ làm cường độ tín hiệu tăng lên cỡ 10 lần. Tăng số lần quét phổ là tăng thời gian chiếm dụng máy NMR, do vậy về nguyên tắc sẽ dẫn đến tăng kinh phí đo phổ.

19. Giải phổ NMR như thế nào (NMR spectra assign) ?

Công việc từ dữ liệu phổ thực nghiệm  đến cấu trúc phân tử thường gọi là "giải phổ" hay "phân tích phổ". Công việc này phụ thuộc vào mức độ phức tạp của cấu trúc phân tử cần phân tích, thông tin về đơn chất cần phân tích, số lượng các loại phổ có trong tay, chất lượng dữ liệu phổ và kiến thức, "tay nghề" của người giải phổ. Trong những trường hợp đơn giản hay may mắn, có thể chỉ cần phổ 1H NMR (phổ đơn giản và thông dụng nhất) đã có thể giải được phổ. Với các phân tử phức tạp, cần có nhiều dạng phổ khác như phổ 13C, phổ 2D, phổ NMR dị nhân, kể cả các dạng phổ không phải NMR, như phổ MS, phổ FTIR, ... Đôi khi, ghi phổ chỉ mất vài chục phút, nhưng giải phổ mất hàng tuần, hàng tháng.

Nhiệm vụ giải bài toán NMR "xuôi" là kiểm tra xem phổ NMR thu được có phù hợp với cấu trúc của đơn chất A hay B dự đoán hay không và thường được xem là nhiệm vụ dễ hơn. Công việc này còn được gọi là gán phổ. Bài toán NMR "ngược" là từ dữ liệu phổ thực nghiệm tìm ra cấu trúc phân tử chưa biết. Nhiệm vụ này thường phức tạp hơn.

Các công cụ phần mềm, hay còn gọi là các công cụ thời 4.0, trợ giúp giải phổ NMR ngày càng nhiều. Chúng trợ giúp làm giảm bớt thời gian giải phổ, và quan trọng nhất là giúp định hướng giải phổ theo con đường tối ưu nhất, kết xuất dữ liệu theo các chuẩn công bố. Bạn đọc có thể tìm xem các hướng dẫn, giới thiệu, cập nhật công cụ trợ giúp giải phổ NMR có thuyết minh và phụ đề tiếng Việt trên Youtube, với từ khóa "NMRHanoi".

20. Có phổ chuẩn hay cách nào khác để tra cứu, hỗ trợ giải phổ không (NMR base)?

Một mặt, do tính phong phú của cấu trúc các chất hữu cơ, mặt khác do phổ đo trên các thiết bị NMR với tần số khác nhau cũng rất khác nhau, nên mặc dù đã có khá nhiều bộ phổ NMR chuẩn, nhưng ý nghĩa thực tế của chúng trong hỗ trợ phân tích phổ NMR hầu như không có. Ngày nay, các bộ phổ NMR chuẩn đã gần như bị lãng quên. Thay vào đó, trong thời đại @ các công cụ phần mềm hỗ trợ giải phổ trở nên phổ biến. Trong các phần mềm này, dữ liệu phổ chuẩn đã được kiểm chứng cùng với các quy tắc lý thuyết phổ NMR được áp dụng đồng thời để hỗ trợ giải phổ.  

21. Tìm tài liệu về NMR tiếng Việt ở đâu (NMR lectures)?

NMR là công cụ đầu tay trong phân tích. Đối với các nước phát triển, các phòng thí nghiệm hóa hoc hay liên quan đến hóa học (sinh học, y dược, môi trường, thực phẩm, ...) thường có từ một đến vài máy NMR. Vì NMR rất phát triển và phổ cập nên tài liệu NMR cũng rất sẵn, nhất là tài liệu tiếng Anh. Gần đây, các Web về NMR cũng được phát triển rầm rộ. 

 Đáng tiếc, NMR Việt Nam đi chậm nhiều nhịp so với mặt bằng chung nên máy NMR đã rất ít, tài liệu về NMR bằng tiếng Việt cũng chưa có nhiều và chưa cập nhật. Dưới đây là các tài liệu, giáo trình về NMR hiện tại được dùng nhiều trong đào tạo đại học và sau đại học:

• Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà, NXB Giáo dục, 1999 (Bao gồm NMR và một số phương pháp phổ thông dụng khác).
• Phổ NMR sử dụng trong phân tích hữu cơ, Nguyễn Kim Phi Phụng, NXB ĐHQG HCM, 2005.
• Các phương pháp phổ trong hóa học hữu cơ và hóa sinh, Nguyễn Đình Triệu, NXB ĐHQG Hà Nội, 2007 (Bao gồm NMR và các phương pháp phổ thông dụng khác).

Các tác giả đều là các thầy cô có nhiều năm làm việc (nghiên cứu, giảng dạy) trong lĩnh vực liên quan nhiều tới NMR.

22. Có cần đo các dạng phổ khác cùng với phổ NMR không (Spectra other than NMR) ?

Việc có cần đo các dạng phổ khác ngoài phổ NMR hay không chủ yếu tùy thuộc đặc điểm cấu trúc của mẫu cần nghiên cứu. Mẫu có cấu trúc đơn giản thường chỉ cần đo bộ phổ NMR, thậm chí chỉ cần duy nhất phổ 1H NMR, không cần các dạng phổ NMR khác. Trường hợp cấu trúc mẫu phức tạp, cấu trúc mới, cấu trúc có dị nhân (các nguyên tố khác, ngoài H và C) có thể cần thêm dữ liệu của các loại phổ khác ngoài bộ phổ NMR để bổ trợ thông tin.

Mục đích của bài toán xác định cấu trúc cũng liên quan tới việc có cần dữ liệu các loại phổ khác ngoài phổ NMR không. Chẳng hạn, để chuẩn bị bài đăng trên Tạp chí hóa học hữu cơ (JOC), tác giả được yêu cầu phải có phổ 1HNMR, phổ 13C, kèm theo phổ HRMS hoặc kết quả phân tích nguyên tố. Một số cơ sở đào tạo sau đại học cũng thường có quy định phải có một số dạng phổ cùng với phổ NMR khi công bố cấu trúc trong luận án, luận văn.

23. Ngôn ngữ NMR (Langue and NMR)

NMR cũng có đôi nét đặc thù theo vùng miền, theo lãnh thổ, theo thế hệ, theo lĩnh vực chuyên môn. Có nơi, có người thích đo dạng phổ này, dùng máy hãng này, phần mềm này, có người, có nơi lại chuộng dạng phổ khác, đo trên máy hãng khác, dùng phần mềm khác. Đặc biệt, ngôn ngữ NMR cũng có khá nhiều sự khác nhau giữa các miền, vùng của nước ta.

 NMRHanoi được viết bằng tiếng Việt Hà Nội, là tiếng Việt chung cho cả nước. Nhưng chúng ta biết rằng tiếng Việt mỗi vùng miền có những sự khác nhau nhất định, hoặc do lịch sử, do kiêng húy hoặc do nhiều lý do khác. Ví dụ miền Bắc gọi là quả Dứa, cái Bát thì miền nam Nam kêu bằng trái Thơm, cái Chén. Thật vui là trong lĩnh vực NMR nói riêng, lĩnh vực phổ nói chung, cũng có vài trường hợp ngôn ngữ hai miền so le, cọc cạch nhau kiểu như nêu trên. Ví dụ: Miền Bắc gọi là Đỉnh cộng hưởng, Vạch phổ, Tách vạch, Gán phổ thì miền Nam lại kêu là Mũi cộng hưởng, Vân phổ, Chẻ mũi, Quy kêt phổ. Mới nghe, mới đọc thấy kỳ kỳ, sau cũng quen và chấp nhận.

24. NMR mênh mông (NMR world)

NMR là một lĩnh vực phổ mênh mông và sẽ ngày càng mênh mông hơn. Nó đòi hỏi người tham gia phải có kiến thức rộng lớn, sâu sắc, luôn luôn cập nhật kèm theo kinh nghiệm và lòng đam mê. Có không ít người cả đời, cả sự nghiệp, mọi vui buồn gắn với NMR, nhưng cũng có những người (sinh viên) chỉ "gặp" NMR vài lần, thậm chí một lần duy nhất trong đời rồi chia tay vĩnh viễn.

Đến với NMR, đa phần nâng niu mang lọ mẫu sạch đến gõ cửa phòng máy NMR để đặt đo phổ, nhưng cũng có người cầm trên tay một nắm lá, một chai sản phẩm tươi, một vỉ thuốc, ... đến với NMR để đặt đơn "trọn gói" từ tách chiết đến thành phần, cấu trúc, và cũng có những người ôm trên tay phổ NMR đủ bộ, nhưng rối tinh rối mù, không biết làm thế nào để ra được cấu trúc, lại có những người chỉ cần được hỏi và nghe trả lời về NMR, từ A đến Z, hoặc để thỏa trí tò mò, hoặc để trả thi ...

Hãy chọn đúng góc cho mình trong NMR mênh mông.