Single-scan multidimensional NMR

Multidimensional spectroscopy plays a number of essential roles in contemporary magnetic resonance. It brings a resolution enhancement without which numerous NMR applications in organic and inorganic chemistry would be unattainable, it serves as a basic tool in the assignment and structural elucidation of complex biological structures, and it is an integral part of the image formation protocol in MRI. The present review describes a recent scheme which we have developed, enabling the acquisition of complete 2D NMR data sets within a single continuous acquisition. Provided that an analyte's signal is sufficiently strong, the acquisition time of multidimensional NMR experiments can thus be shortened by several orders of magnitude. The new methodology is compatible with existing multidimensional pulse sequences (COSY, TOCSY, HSQC, MRI) and can be implemented using conventional hardware. The spatial encoding of the NMR interactions — which is the new principle underlying this ultrafast NMR protocol — is discussed, and the protocol's performance is exemplified with a variety of homonuclear and heteronuclear 2D NMR and MRI acquisitions. To cite this article: L. Frydman, C. R. Chimie 9 (2006).

RésuméLa spectroscopie multidimensionnelle joue des rôles essentiels dans la résonance magnétique moderne. Elle apporte une amélioration de la résolution, sans laquelle de nombreuses applications en chimie organique et inorganique resteraient impossibles ; elle est utilisée comme outil de base dans la détermination et l'élucidation de structures biologiques complexes et fait partie intégrante du protocole de formation de l'image en IRM. La présente revue décrit une récente approche que nous avons développée, permettant l'acquisition de données RMN 2D complètes en une seule acquisition continue. À condition que le signal soit suffisamment fort, le temps d'acquisition des expériences de RMN multidimensionnelle peut être raccourci de plusieurs ordres de grandeur. Cette nouvelle méthodologie est compatible avec les séquences d'impulsions multidimensionnelles (COSY, TOCSY, HSQC, IRM) et peut être mise en œuvre avec un équipement informatique conventionnel. Le codage spatial des interactions RMN, qui constitue le nouveau principe de ce protocole RMN utra-rapide, est discuté et des exemples de ses performances sont donnés, avec une variété d'acquisitions par IRM et RMN 2D homo- et hétéronucléaire. Pour citer cet article : L. Frydman, C. R. Chimie 9 (2006).