Efecto Overhauser nuclear

El efecto Overhauser nuclear ( NOE ) es la transferencia de polarización de espín nuclear de una población de núcleos con espín activo (p. ej., ^1H , ^13C , ^15N , etc.) a otra mediante relajación cruzada . Una definición fenomenológica del NOE en espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) es el cambio en la intensidad integrada (positiva o negativa) de una resonancia de RMN que ocurre cuando otra se satura por irradiación con un campo de radiofrecuencia (RF) . El cambio en la intensidad de resonancia de un núcleo es consecuencia de que dicho núcleo se encuentre cerca espacialmente de aquellos directamente afectados por la perturbación de RF.

El NOE es particularmente importante en la asignación de resonancias de RMN, y en la elucidación y confirmación de las estructuras o configuraciones de moléculas orgánicas y biológicas. El experimento de espectroscopia de NOE bidimensional de 1H (NOESY) y sus extensiones son herramientas importantes para identificar ^la estereoquímica de proteínas y otras biomoléculas en solución, mientras que en forma sólida se suele utilizar la difracción de rayos X de cristal para identificar la estereoquímica. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} El NOE heteronuclear es particularmente importante en la espectroscopia de RMN ^{de 13C} para identificar carbonos unidos a protones, para proporcionar mejoras de polarización a dichos carbonos para aumentar la relación señal-ruido y para determinar hasta qué punto la relajación de estos carbonos está controlada por el mecanismo de relajación dipolo-dipolo. ^{[ 4 ]}

El NOE se desarrolló a partir del trabajo teórico del físico estadounidense Albert Overhauser, quien en 1953 propuso que la polarización del espín nuclear podría ser mejorada por la irradiación de microondas de los electrones de conducción en ciertos metales. ^{[ 5 ]} La mejora electrón-nuclear predicha por Overhauser fue demostrada experimentalmente en el metal ⁷ Li por TR Carver y CP Slichter también en 1953. ^{[ 6 ]} Una base teórica general y una observación experimental de un efecto Overhauser que involucra solo espines nucleares en la molécula de HF fue publicada por Ionel Solomon en 1955. ^{[ 7 ]} Otra observación experimental temprana del NOE fue utilizada por Kaiser en 1963 para mostrar cómo el NOE puede usarse para determinar los signos relativos de las constantes de acoplamiento escalar y para asignar líneas espectrales en espectros de RMN a transiciones entre niveles de energía. En este estudio, la resonancia de una población de protones ( ^1H ) en una molécula orgánica se potenció cuando una segunda población distinta de protones en la misma molécula orgánica se saturó mediante irradiación de RF. ^{[ 8 ]} La aplicación del NOE fue utilizada por Anet y Bourn en 1965 para confirmar las asignaciones de las resonancias de RMN para el ácido β , β -dimetilacrílico y la dimetilformamida , demostrando así que se puede obtener información sobre la conformación y la configuración de las moléculas orgánicas en solución. ^{[ 9 ]} Bell y Saunders informaron una correlación directa entre los aumentos de NOE y las distancias internucleares en 1970 ^{[ 10 ]} mientras que Schirmer et al. informaron mediciones cuantitativas de distancias internucleares en moléculas con tres o más espines. ^{[ 11 ]}

Richard R. Ernst recibió el Premio Nobel de Química de 1991 por desarrollar la espectroscopia de RMN bidimensional y de transformada de Fourier , que pronto se adaptó a la medición del NOE, particularmente en moléculas biológicas grandes. ^{[ 12 ]} En 2002, Kurt Wüthrich ganó el Premio Nobel de Química por el desarrollo de la espectroscopia de resonancia magnética nuclear para determinar la estructura tridimensional de macromoléculas biológicas en solución, demostrando cómo el método NOE 2D (NOESY) puede usarse para restringir las estructuras tridimensionales de macromoléculas biológicas grandes. ^{[ 13 ]} El profesor Anil Kumar fue el primero en aplicar el experimento del efecto Overhauser nuclear bidimensional (2D-NOE, ahora conocido como NOESY) a una biomolécula , lo que abrió el campo para la determinación de estructuras tridimensionales de biomoléculas en solución mediante espectroscopia de RMN. ^{[ 14 ]}

El NOE y la relajación espín-red nuclear son fenómenos estrechamente relacionados. Para un núcleo de espín 1/2 en un campo magnético , existen dos niveles de energía que suelen denominarse α y β , que corresponden a los dos posibles estados cuánticos de espín, +1/2 y -1/2 , respectivamente . En equilibrio térmico , la población de los dos niveles de energía está determinada por la distribución de Boltzmann con poblaciones de espín dadas por Pα y Pβ . Si las poblaciones _de espín se perturban mediante un campo de radiofrecuencia apropiado a la frecuencia de energía de transición, las poblaciones de espín regresan al equilibrio térmico mediante un proceso llamado _relajación espín-red . La tasa de transiciones de α a β es proporcional a la población del estado α, Pα , y es un proceso _de primer orden con constante de velocidad W. La condición en la que las poblaciones de espín se igualan mediante irradiación de RF continua ( P _α = P _β ) se llama saturación y la resonancia desaparece ya que las probabilidades de transición dependen de la diferencia de población entre los niveles de energía.

En el caso más simple donde el NOE es relevante, las resonancias de dos núcleos de espín 1/2 , I y S, están químicamente desplazadas pero no acopladas por J. El diagrama de energía para tal sistema tiene cuatro niveles de energía que dependen de los estados de espín de I y S correspondientes a αα, αβ, βα y ββ, respectivamente. Las W son las probabilidades por unidad de tiempo de que ocurra una transición entre los cuatro niveles de energía, o en otras palabras la tasa a la que ocurren los correspondientes giros de espín. Hay dos transiciones cuánticas simples, W ₁ ^I , correspondientes a αα ➞ βα y αβ ➞ ββ; W ₁ ^S , correspondientes a αα ➞ αβ y βα ➞ ββ; una transición cuántica cero, W ₀ , correspondiente a βα ➞ αβ, y una transición cuántica doble correspondiente a αα ➞ ββ.

Si bien la irradiación de radiofrecuencia solo puede inducir transiciones de un solo cuanto (debido a las denominadas reglas de selección cuántica) que dan lugar a líneas espectrales observables, la relajación dipolar puede tener lugar a través de cualquiera de las vías. El mecanismo dipolar es el único mecanismo de relajación común que puede causar transiciones en las que _se produce más de un cambio de espín. Específicamente, el mecanismo de relajación dipolar da lugar a transiciones entre los estados αα y ββ ( W2 ) y entre los estados αβ y βα ( _W0 ) .

Expresado en términos de sus magnetizaciones de RMN globales, el NOE de estado estacionario observado experimentalmente para el núcleo I cuando la resonancia del núcleo S está saturada (${\displaystyle M_{S}=0}$) se define mediante la expresión:

${\displaystyle \eta _{I}^{S}=\left({\frac {M_{I}^{S}-M_{0I}}{M_{0I}}}\right)}$

dónde${\displaystyle M_{0I}}$es la magnetización (intensidad de resonancia) del núcleo${\displaystyle I}$en equilibrio térmico. Se puede obtener una expresión analítica para el NOE considerando todas las vías de relajación y aplicando las ecuaciones de Solomon para obtener

${\displaystyle \eta _{I}^{S}={\frac {M_{I}^{S}-M_{0I}}{M_{0I}}}={\frac {\gamma _{S}}{\gamma _{I}}}{\frac {\sigma _{IS}}{\rho _{I}}}={\frac {\gamma _{S}}{\gamma _{I}}}\left({\frac {W_{2}-W_{0}}{2W_{1}^{I}+W_{0}+W_{2}}}\right)}$

dónde

${\displaystyle \rho _{I}=2W_{1}^{I}+W_{0}+W_{2}}$y${\displaystyle \sigma _{IS}=W_{2}-W_{0}}$.

${\displaystyle \rho _{I}}$es la tasa total de relajación dipolar longitudinal (${\displaystyle 1/T_{1}}$) de espín I debido a la presencia de espín s ,${\displaystyle \sigma _{IS}}$se denomina tasa de relajación cruzada y${\displaystyle \gamma _{I}}$y${\displaystyle \gamma _{S}}$son las relaciones magnetogíricas características de la${\displaystyle I}$y${\displaystyle S}$núcleos, respectivamente.

La saturación de las transiciones degeneradas W ₁ ^S perturba las poblaciones de equilibrio de modo que P _αα = P _αβ y P _βα = P _ββ . Sin embargo, las vías de relajación del sistema permanecen activas y actúan para restablecer un equilibrio, excepto que las transiciones W ₁ ^S son irrelevantes porque las diferencias de población a través de estas transiciones están fijadas por la irradiación de RF, mientras que la diferencia de población entre las transiciones W _I no cambia de sus valores de equilibrio. Esto significa que si solo las transiciones cuánticas simples estuvieran activas como vías de relajación, la saturación de las${\displaystyle S}$La resonancia no afectaría la intensidad de la${\displaystyle I}$resonancia. Por lo tanto, para observar un NOE en la intensidad de resonancia de I, la contribución de${\displaystyle W_{0}}$y${\displaystyle W_{2}}$debe ser importante. Estas vías, conocidas como vías de relajación cruzada , solo contribuyen significativamente a la relajación espín-red cuando la relajación está dominada por interacciones de acoplamiento dipolo-dipolo o escalar, pero la interacción escalar rara vez es importante y se supone que es despreciable. En el caso homonuclear donde${\displaystyle \gamma _{I}=\gamma _{S}}$, si${\displaystyle W_{2}}$es la vía de relajación dominante, luego se satura${\displaystyle S}$aumenta la intensidad de la${\displaystyle I}$resonancia y el NOE es positivo , mientras que si${\displaystyle W_{0}}$es la vía de relajación dominante, saturando${\displaystyle S}$disminuye la intensidad de la${\displaystyle I}$resonancia y el NOE es negativo .

Que el NOE sea positivo o negativo depende sensiblemente del grado de movimiento rotacional molecular. ^{[ 3 ]} Las tres vías de relajación dipolar contribuyen en diferentes grados a la relajación espín-red dependiendo de una serie de factores. Uno clave es que el equilibrio entre ω ₂ , ω ₁ y ω ₀ depende crucialmente del tiempo de correlación rotacional molecular ,${\displaystyle \tau _{c}}$, el tiempo que tarda una molécula en girar un radián. La teoría de RMN muestra que las probabilidades de transición están relacionadas con${\displaystyle \tau _{c}}$y las frecuencias de precesión de Larmor ,${\displaystyle \omega }$, por las relaciones:

${\displaystyle W_{1}^{I}\propto {\frac {3\tau _{c}}{(1+\omega _{I}^{2}\tau _{c}^{2})}}{\frac {1}{r^{6}}}}$

${\displaystyle W_{0}\propto {\frac {2\tau _{c}}{(1+(\omega _{I}-\omega _{S})^{2}\tau _{c}^{2})}}{\frac {1}{r^{6}}}}$

${\displaystyle W_{2}\propto {\frac {12\tau _{c}}{(1+(\omega _{I}+\omega _{S})^{2}\tau _{c}^{2})}}{\frac {1}{r^{6}}}}$

dónde${\displaystyle r}$es la distancia que separa dos núcleos de espín 1/2 . Para que se produzca la relajación, la frecuencia de rotación molecular debe coincidir con la frecuencia de Larmor del núcleo. En disolventes móviles, el movimiento de rotación molecular es mucho más rápido que${\displaystyle \omega }$. El llamado límite de estrechamiento extremo donde${\displaystyle \omega \tau _{c}\ll 1}$). En estas condiciones, la relajación de doble cuanto W ₂ es más efectiva que W ₁ o W ₀ , porque τ _c y 2ω ₀ coinciden mejor que τ _c y ω ₁ . Cuando ω ₂ es el proceso de relajación dominante, se produce un NOE positivo.

${\displaystyle W_{1}^{I}\propto \gamma _{I}^{2}\gamma _{S}^{2}{\frac {3\tau _{c}}{r^{6}}}}$

${\displaystyle W_{0}\propto \gamma _{I}^{2}\gamma _{S}^{2}{\frac {2\tau _{c}}{r^{6}}}}$

${\displaystyle W_{2}\propto \gamma _{I}^{2}\gamma _{S}^{2}{\frac {12\tau _{c}}{r^{6}}}}$

${\displaystyle \eta _{I}^{S}(max)={\frac {\gamma _{S}}{\gamma _{I}}}\left[{\frac {{\frac {12\tau _{c}}{r^{6}}}-{\frac {2\tau _{c}}{r^{6}}}}{{\frac {2\tau _{c}}{r^{6}}}+2{\frac {3\tau _{c}}{r^{6}}}+{\frac {12\tau _{c}}{r^{6}}}}}\right]={\frac {\gamma _{S}}{\gamma _{I}}}\left[{\frac {12-2}{2+6+12}}\right]={\frac {\gamma _{S}}{\gamma _{I}}}{\frac {1}{2}}}$

Esta expresión muestra que para el caso homonuclear donde I = S , sobre todo para ¹ H RMN, el NOE máximo que se puede observar es 1/2 independientemente de la proximidad de los núcleos. En el caso heteronuclear donde I ≠ S , el NOE máximo viene dado por 1/2 ( γ _S / γ _I ), que, al observar heteronúcleos en condiciones de desacoplamiento de protones de banda ancha, puede producir mejoras importantes en la sensibilidad. El ejemplo más importante en química orgánica es la observación de ¹³ C mientras se desacopla ¹ H, que también satura las resonancias ¹ J. El valor de γ _S / γ _I es cercano a 4, lo que da una mejora máxima del NOE del 200% produciendo resonancias 3 veces más fuertes de lo que serían sin NOE. ^{[ 15 ]} En muchos casos, los átomos de carbono tienen un protón unido, lo que hace que la relajación esté dominada por la relajación dipolar y el NOE esté cerca del máximo. Para los átomos de carbono no protonados, la mejora del NOE es pequeña, mientras que para los carbonos que se relajan mediante mecanismos de relajación distintos a las interacciones dipolo-dipolo, la mejora del NOE puede reducirse significativamente. Esta es una de las razones para usar disolventes deuterados (por ejemplo, CDCl₃ ) en RMN ^{de ¹³C} _. Dado que el deuterio se relaja mediante el mecanismo cuadrupolar, no existen vías de relajación cruzada y el NOE es inexistente. Otro caso importante es el ^¹⁵N , un ejemplo donde el valor de su relación magnetogírica es negativo. A menudo, las resonancias del ^¹⁵N se reducen o el NOE puede incluso anular la resonancia cuando los núcleos ^{de ¹H} se desacoplan. Generalmente es ventajoso tomar dichos espectros con técnicas de pulsos que implican la transferencia de polarización de protones al ^¹⁵N para minimizar el NOE negativo.

Si bien la relación entre el NOE en estado estacionario y la distancia internuclear es compleja, dependiendo de las tasas de relajación y el movimiento molecular, en muchos casos para moléculas pequeñas que giran rápidamente en el límite de estrechamiento extremo, la naturaleza semicuantitativa de los NOE positivos es útil para muchas aplicaciones estructurales, a menudo en combinación con la medición de constantes de acoplamiento J. Por ejemplo, los aumentos de NOE pueden usarse para confirmar asignaciones de resonancia de RMN, distinguir entre isómeros estructurales, identificar patrones de sustitución de anillos aromáticos y configuraciones de sustituyentes alifáticos, y determinar preferencias conformacionales. ^{[ 3 ]}

Las distancias interatómicas derivadas del NOE observado a menudo pueden ayudar a confirmar la estructura tridimensional de una molécula. ^{[ 3 ] [ 15 ]} En esta aplicación, el NOE difiere de la aplicación del acoplamiento J en que el NOE ocurre a través del espacio, no a través de enlaces químicos. Por lo tanto, los átomos que están en proximidad espacial cercana entre sí pueden dar un NOE independientemente de cuántos enlaces químicos los separen, mientras que el acoplamiento de espín se observa solo cuando los átomos están conectados por 1–3 enlaces químicos. Sin embargo, la relación η _I ^S (máx)= 1 ⁄ 2 oculta cómo el NOE está relacionado con las distancias internucleares porque se aplica solo para el caso idealizado donde la relajación está 100% dominada por interacciones dipolo-dipolo entre dos núcleos I y S. En la práctica, el valor de ρ _I contiene contribuciones de otros mecanismos competitivos, que sirven solo para reducir la influencia de W ₀ y W ₂ al aumentar W ₁ . A veces, por ejemplo, la relajación debida a interacciones electrón-núcleo con oxígeno disuelto o impurezas de iones metálicos paramagnéticos en el disolvente puede impedir la observación de mejoras NOE débiles. El NOE observado en presencia de otros mecanismos de relajación viene dado por

${\displaystyle \eta _{I}={\frac {\sigma _{IS}}{\rho _{I}+\rho ^{*}}}}$

donde ρ ^⋇ es la contribución adicional a la tasa de relajación total proveniente de mecanismos de relajación que no involucran relajación cruzada. Utilizando el mismo modelo idealizado de dos espines para la relajación dipolar en el límite de estrechamiento extremo:

${\displaystyle \rho _{I}\propto {\frac {\tau _{c}}{r^{6}}}}$

Es fácil demostrar ^{[ 15 ]} que

${\displaystyle \eta _{I}^{S}\propto \left({\frac {\tau _{c}}{\rho ^{*}}}\right){\frac {1}{r^{6}}}}$

Por lo tanto, el NOE de estado estacionario de dos espines depende de la distancia internuclear solo cuando hay una contribución de relajación externa. Bell y Saunders mostraron que bajo supuestos estrictos ρ ^⋇ / τ _c es casi constante para moléculas similares en el límite de estrechamiento extremo. ^{[ 10 ]} Por lo tanto, tomar razones de valores de NOE de estado estacionario puede dar valores relativos para la distancia internuclear r . Si bien el experimento de estado estacionario es útil en muchos casos, solo puede proporcionar información sobre distancias internucleares relativas. Por otro lado, la tasa inicial a la que crece el NOE es proporcional a r _IS ⁻⁶ , lo que proporciona otras alternativas más sofisticadas para obtener información estructural a través de experimentos transitorios como 2D-NOESY.

Las razones para utilizar la RMN bidimensional para medir los efectos NOE son similares a las de otros métodos bidimensionales. La resolución máxima mejora al distribuir las resonancias afectadas en dos dimensiones, lo que permite resolver más picos, observar moléculas más grandes y detectar más efectos NOE en una sola medición. Más importante aún, cuando el movimiento molecular se encuentra en regímenes intermedios o lentos, donde el efecto NOE es cero o negativo, el experimento de NOE en estado estacionario no proporciona resultados que puedan relacionarse con las distancias internucleares. ^{[ 3 ]}

La espectroscopia de efecto Overhauser nuclear (NOESY) es un método espectroscópico de RMN bidimensional que se utiliza para identificar espines nucleares que experimentan relajación cruzada y para medir sus velocidades de relajación cruzada. Dado que los acoplamientos dipolo-dipolo de ^1H proporcionan el principal medio de relajación cruzada para las moléculas orgánicas en solución, los espines que experimentan relajación cruzada son aquellos que se encuentran próximos entre sí en el espacio. Por lo tanto, los picos cruzados de un espectro NOESY indican qué protones están próximos entre sí en el espacio. En este sentido, el experimento NOESY difiere del experimento COSY, que se basa en el acoplamiento J para proporcionar correlación espín-espín, y cuyos picos cruzados indican qué ^{1H están} próximos entre sí a través de los enlaces químicos de la molécula.

La secuencia básica de NOESY consta de tres pulsos de 90°. El primer pulso crea magnetización de espín transversal. Los espines precesan durante el tiempo de evolución t ₁ , que se incrementa durante el experimento 2D. El segundo pulso produce magnetización longitudinal igual a la componente de magnetización transversal ortogonal a la dirección del pulso. Por lo tanto, la idea es producir una condición inicial para el período de mezcla τ _m . Durante el tiempo de mezcla de NOE, puede tener lugar la transferencia de magnetización mediante relajación cruzada. Para el experimento básico de NOESY, τ _m se mantiene constante durante todo el experimento 2D, pero se elige para la tasa de relajación cruzada óptima y la acumulación de NOE. El tercer pulso crea magnetización transversal a partir de la magnetización longitudinal restante. La adquisición de datos comienza inmediatamente después del tercer pulso y la magnetización transversal se observa en función del tiempo de retardo del pulso t ₂ . El espectro de NOESY se genera mediante una transformada de Fourier 2D con respecto a t ₁ y t ₂ . Se realizan una serie de experimentos con tiempos de mezcla crecientes y se observa el aumento en la mejora del efecto NOE. Los protones más cercanos muestran las tasas de acumulación más rápidas del efecto NOE.

Las distancias entre protones se pueden determinar a partir de espectros NOESY bien resueltos, con una alta relación señal/ruido y asignados inequívocamente, mediante el análisis de las intensidades de los picos cruzados. Estos se pueden obtener mediante integración de volumen y se pueden convertir en estimaciones de las distancias entre protones. La distancia entre dos átomos${\displaystyle i}$y${\displaystyle j}$se puede calcular a partir de los volúmenes de los picos cruzados${\displaystyle V}$y una constante de escala${\displaystyle c}$

${\displaystyle r_{\text{NOE}}=\left({\frac {c}{V_{ij}}}\right)^{1/6}}$

dónde${\displaystyle c}$se puede determinar en función de mediciones de distancias fijas conocidas. El rango de distancias se puede informar en función de distancias y volúmenes conocidos en el espectro, lo que da una media${\displaystyle c}$y una desviación estándar${\displaystyle c_{SD}}$, una medición de múltiples regiones en el espectro NOESY que no muestran picos, es decir, ruido${\displaystyle V_{\rm {err}}}$y un error de medición${\displaystyle m_{v}}$. El parámetro${\displaystyle x}$está configurado de manera que todas las distancias conocidas estén dentro de los límites de error. Esto demuestra que el rango inferior del volumen NOESY es

${\displaystyle r_{\text{NOE inferior}}=\left({\frac {c-xc_{SD}}{{\frac {1}{m_{v}}}V_{ij}+V_{\rm {err}}}}\right)^{1/6}}$

y que el límite superior es

${\displaystyle r_{\text{NOE superior}}=\left({\frac {c+xc_{SD}}{{\frac {1}{m_{v}}}V_{ij}-V_{\rm {err}}}}\right)^{1/6}}$

Estas distancias fijas dependen del sistema estudiado. Por ejemplo, los ácidos nucleicos bloqueados tienen muchos átomos cuya distancia varía muy poco en el azúcar, lo que permite estimar los ángulos de torsión glucosídicos, lo que a su vez permitió que la RMN comparara las predicciones de dinámica molecular de los LNA. ^{[ 16 ]} Sin embargo, los ARN tienen azúcares mucho más flexibles conformacionalmente y requieren estimaciones más amplias de los límites inferiores y superiores. ^{[ 17 ]}

En la caracterización estructural de proteínas, los NOE se utilizan para crear restricciones en las distancias intramoleculares. En este método, cada par de protones se considera de forma aislada y las intensidades de los picos cruzados NOESY se comparan con un pico cruzado de referencia de un par de protones de distancia fija, como un par de protones de metileno geminal o protones de anillo aromático. Este enfoque simple es razonablemente insensible a los efectos de la difusión de espín o los tiempos de correlación no uniformes y generalmente puede conducir a la definición del plegamiento global de la proteína, siempre que se haya identificado un número suficientemente grande de NOE. Los picos cruzados NOESY se pueden clasificar como fuertes, medios o débiles y se pueden traducir en restricciones de distancia superior de alrededor de 2,5, 3,5 y 5,0 Å, respectivamente. Dichas restricciones se pueden utilizar luego en optimizaciones de mecánica molecular para proporcionar una imagen de la conformación del estado de solución de la proteína. ^{[ 18 ]} La determinación de la estructura completa se basa en una variedad de experimentos de RMN y métodos de optimización que utilizan tanto el desplazamiento químico como las restricciones NOESY.

Algunos ejemplos de técnicas experimentales de RMN unidimensionales y bidimensionales que explotan el efecto NOE incluyen:

• NOESY, Espectroscopia del efecto Overhauser nuclear
• HOESY, espectroscopia de efecto Overhauser heteronuclear
• ROESY, espectroscopia de efecto Overhauser nuclear en el marco rotacional
• TRNOE, Efecto Overhauser nuclear transferido
• DPFGSE-NOE, experimento NOE de eco de espín con gradiente de campo de doble pulso

NOESY es la determinación de las orientaciones relativas de los átomos en una molécula, por ejemplo una proteína u otra molécula biológica grande, produciendo una estructura tridimensional. HOESY es la correlación cruzada NOESY entre átomos de diferentes elementos. ROESY implica el bloqueo de espín de la magnetización para evitar que se vuelva cero, aplicado para moléculas para las cuales el NOESY regular no es aplicable. TRNOE mide el NOE entre dos moléculas diferentes que interactúan en la misma solución, como en la unión de un ligando a una proteína. ^{[ 19 ]} En un experimento DPFGSE-NOE, un experimento transitorio que permite la supresión de señales fuertes y por lo tanto la detección de NOE muy pequeños.

La figura (arriba) muestra cómo la espectroscopia del efecto Overhauser nuclear puede dilucidar la estructura de un compuesto conmutable. En este ejemplo, ^{[ 20 ]} el protón designado como {H} muestra dos conjuntos diferentes de NOE dependiendo del estado de isomerización ( cis o trans ) de los grupos azo conmutables . En el estado trans, el protón {H} está lejos del grupo fenilo mostrando NOE de color azul; mientras que el estado cis mantiene el protón {H} cerca del grupo fenilo, lo que da como resultado la aparición de nuevos NOE (mostrados en rojo).

Otro ejemplo (abajo) donde la aplicación del NOE es útil para asignar resonancias y determinar la configuración son los polisacáridos. Por ejemplo, los glucanos complejos poseen multitud de señales superpuestas, especialmente en un espectro de protones. Por lo tanto, es ventajoso utilizar experimentos de RMN 2D, incluido NOESY, para la asignación de señales. Véase, por ejemplo, NOE de carbohidratos .

En las últimas décadas, la técnica 2D-NOESY se ha convertido en una valiosa herramienta para la elucidación estructural de moléculas. Esta técnica no solo es adecuada para moléculas pequeñas, sino que también es aplicable a moléculas más grandes. ^{[ 21 ]} Sin embargo, NOESY no se utiliza de forma aislada, sino que siempre se combina con la generación de conjuntos moleculares teóricos, que deben ser deconvolucionados, por ejemplo, con la ayuda de NAMFIS. ^{[ 22 ]}

• Hans J. Reich: El efecto Overhauser nuclear
• Eugene E. Kwan: ​​Conferencia 12: El efecto Overhauser nuclear
• Beat Vögeli (2015). "Efecto Overhauser nuclear en el análisis de estructura y dinámica por RMN" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 8 de marzo de 2022.
• Williams, Martin and Rovnyak Vol 2: R. R. Gil and A. Navarro-Vázquez: Chapter 1 Application of the Nuclear Overhauser Effect to the Structural Elucidation of Natural Products
• James Keeler: 8 Relaxation
• YouTube: James Keeler, Lecture 10, Relaxation II. 2013 Cambridge lecture on NOE
• Arthur G. Palmer, III (1997). "Relaxation and Dynamic Processes"(PDF). Archived from the original(PDF) on 2019-02-13.