Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi

Nükleer manyetik rezonans spektroskopisi, yaygın bilinen adıyla NMR spektroskopisi, atom çekirdeğinin belirli manyetik özelliklerini kullanan bir araştırma tekniğidir.  İçerisinde ki atomların ya da moleküllerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirler. NMR spektroskopisi nükleer manyetik rezonans olgusuna dayanmaktadır ve içerisinde ki atomun ya da molekülün yapısı, dinamiği, reaksiyon durumu ve molekülün kimyasal çevresi hakkın da detaylandırılmış bilgi sağlar. Molekül içerisinde ki bir atomun atom içi manyetik alanı, rezonans frekansını değiştirdiği için molekülün elektronik yapısının detaylarına erişimi sağlar.

Spin sahibi çekirdek içeren her türlü örneğe uygulanabilir olmasına rağmen en yaygın olarak NMR spektroskopisi kimyagerler ve Biyokimyacılar tarafından organik moleküllerin özelliklerini araştırmak için kullanılır. Tek boyutta proton ya da carbon-13 NMR spektroslopisiden, proteinler ya da nükleik asitlere kadar her türlü uygun örnek 3 ya da 4 boyut teknikleri kullanılarak analiz edilebilir. NMR spektroskopisi örneklerin geniş bilgi kapasitesi, katı ve çözelti içeren çeşitli örnekleri kullanabilmesinden dolayı bilimler üzerinde önemli etkiye sahiptir.

NMR spektroskopisi, iyi çözülmüş, analitik izlenebilir ve genellikle son derece küçük moleküller için öngörülebilir ve nadirdir. Bu nedenle, organik kimya da NMR analizi bir madde kimliğini doğrulamak için kullanılır. Farklı Fonksiyonel gruplar açıkça ayırd edilebilir ve aynı fonksiyonel gruplar ile ayrı komşu guruplar hala ayırt edici sinyaller verir. NMR büyük ölçüde geleneksel ıslak kimyada renk belirteçlerini tanımlamakta kullanılır. Bir dezavantajı  bu nispeten büyük miktarda, 2–50 mg, o yeniden elde etmek, ancak saf bir madde gereklidir. Tercihen, NMR analizi katı bir özel MAS makine gerektirir ve eşit derecede iyi çözülmüş spektra vermeyebilir çünkü örnek bir çözücü içinde çözünmüş. NMR zaman ölçeği nispeten uzundur ve bu nedenle sadece ortalama spektrumlar için üretilmişlerdir, hızlı olayları gözlemlemek için uygun değildir. Çoğunlukla büyük miktarda yabancı maddeleri NMR spektrumu göstermesine rağmen, NMR doğal olarak çok hassas olmadığı için bu maddeleri tanımlamak için daha iyi teknikler vardır. 

NMR Spektroskopisi pahalı olmasından ötürü genellikle üniversitelerde bulunmaktadır, özel şirketler de yaygın olarak kullanılmamaktadır. Modern NMR spektroskopiler oldukça güçlü, geniş ve pahalı sıvı helyum soğutmalı süper iletken mıknatısa sahiptir, çünkü içerisinde ki maddenin çözünürlüğü manyetik alanın kuvvetine bağlıdır. Daha ucuz olan versiyonları, reaksiyon gözlemleme ve örnekleri hızlı tespit etmek için yeterli performansı sağlayan yerleşik mıknatıslar ve daha az çözünürlük kullanırlar.

Tarihçe

1940'ların sonu ve 1950'lerin başında birbirlerinden bağımsız olarak Harvard Üniversitesi'nden Purcell grubu ve Stanford Üniversitesi'nden Bloch grubu NMR spektroskopisini geliştirmişlerdir. Bu çalışmalarından dolayı Dr. Edward Mills Purcell ve Dr. Felix Bloch 1952 Nobel Fizik Ödülü'nü paylaşmışlardır.

Temel NMR Teknikleri

The NMR sample is prepared in a thin-walled glass tube - an NMR tube.

Bir manyetik alanın içine yerleştirildiğin de NMR aktif çekirdekleri (¹H yada ¹³C gibi) elektromanyetik radyasyonu izotopun karakteristiğinin frekansında absorbe ederler. Bu yankılanma frekansı, emme enerjisi ve sinyallerin yoğunluğu manyetik alanın büyüklüğüyle orantılıdır. Örneğin 21 tesla manyetik alanı içerisinde protonlar 900 MHz ile yankılanırlar. It is common to refer to a 21 T magnet as a 900 MHz magnet, although different nuclei resonate at a different frequency at this field strength in proportion to their nuclear magnetic moments.

Kimyasal Kayma 

Dönen bir yük dönmesiyle orantılı olarak manyetik momentum kazanır, bunun sonucun da manyetik bir alan oluşturur. Dışarıdan bir manyetik alanın varlığın da iki spin durumu gerçekleşir (her bir nukleus için 1/2 spin): bir spin yukarı diğer spin aşağı yönlüdür, biri manyetik alanı beslerken diğeri ona zıt yönlüdür. Manyetik alanın gücü arttıkça bu iki spin arasında ki enerji farkı artar. Ancak, bu iki spin arasında ki fark çok küçüktür ve güçlü bir NMR mıknatısına (1-20T) ihtiyaç duyulur. Irradiation of the sample with energy corresponding to the exact spin state separation of a specific set of nuclei will cause excitation of those set of nuclei in the lower energy state to the higher energy state.

Manyetik alanın kuvveti tarafından oluşturulan iki spin arasında ki enerji farkı atom çekirdeklerinin manyetik momentumuyla orantılıdır.Bütün protonlar aynı manyetic momentuma sahip olsalar bile, aynı frekans değerinde resonant sinyaller vermezler. Bu fark atom çekirdeklerinin farklı elekronik çevrelerle etkileşiminden doğar.   Harici manyetik alanın uygulanması üzerine, bu elektronlar alana tepki olarak hareket eder ve daha güçlü uygulanan alana karşı durmak için yerel manyetik alanlar oluşturur. This local field thus "shields" the proton from the applied magnetic field, which must therefore be increased in order to achieve resonance (absorption of rf energy). Bu artışlar çok küçüktür ve genellikle her milyon da ppm'dir.  Örneğin bir ladehit protonu Ca'ya kaydırılırsa,hidrokarbonların zirvesine onrala 10ppm olur çünkü  elektron çeken grup elektronun yoğunluğunu azaltır. 2.3487T ile 2.3488 T arasında ki fark yaklaşım 42ppm'dir. However a frequency scale is commonly used to designate the NMR signals, even though the spectrometer may operate by sweeping the magnetic field, and thus the 42 ppm is 4200 Hz for a 100 MHz reference frequency (rf).

Ancak konumu verilen farklı NMR sinyalleri dışarıdan etki eden manyetik alanın kuvvetine ve referans frekansına bağlıdır, bu sinyaller genellikle referans sinyal ile ilişkili olarak rapor edilir. Ek olarak,  NMR sinyallerinin dağılımı alana bağlı olduğu için bu frekanslar spektrometre frekansı tarafından ayrılır. Ancak hertz megahertz tarafından bölündüğü için, sonuç çok küçük olur ve milyon ile çarpılır.  Çıkan bu sonuç kimyasal kayma olarak adlandırılan bir yer belirleyici verir.^[1]  Böyle küçük frekans farklılıkları tespit etmek için uygulanan manyetik alan örnek hacmi boyunca sabit olmalıdır. Yüksek çözünürlüklü NMR spektrometreleri birkaç santimetre küplük bir hacme milyar (ppb) başına parça manyetik alan homojenliği ayarlamak için ışık kullanılabilir. Genel olarak protonlar için kimyasal kayma tahmin edilebilir çünkü kaymalardaha önce basit perdeleme etkisi kullanılarak belirlenir ama ağır çekirdekler için kimyasal kaymalar daha küçlü başka faktörler tarafından etkilenir(paramanyetik vb.)

Kimyasal kayma örneği: Hexaboron'un (B₆H₁₀₎ zirvesinin frekansta kayması gösterilmiştir. Molekül yapısı hakkın da bize ipuçları verir.

Paramanyetik NMR spektroskopisin de ölçümler paramanyetik numuneler üzerinde yapılmaktadır. Paramanyetizma çok farklı kimyasal kaymalar meydana getirir 1H NMR spektroskopisi olarak, kimyasal kayma aralığı 500 ppm'e kadar yayılabilir.

Moleküller oda sıcaklığın da oldukları için üç metil proton NMR deneyi sırasında ortalaması hesaplanır. Bu protonlar dejenere olurlar ve aynı kimyasal kayma da bir zirve formu alırlar.

Bu zirvelerin şekli ve alanı indikatörlerin cimyasal yapısıyla aynıdır. Yukarıda ki ethanol'ün proton spektrumu örneğin de CH₃  zirvesi OH zirvesinden üç kat daha fazla alana sahiptir. Benzer şekilde CH₂ zirvesi OH zirvesinin iki katıdır ama CH₃'ün 2/3 katıdır.

Yazılımlar optimal gevşeme koşulların da zirvelerin sinyal yoğunluğunu analiz etmeye izin verir. Sinyal yoğunluğunun analizi integral ile sağlanır. Analizci zirveyi integrallemek zorundadır onun yüksekliğini ölçemez çünkü zirve aynı zamanda bir genişliğe sahiptir. Zirvenin boyutu onun yüksekliğine değil alanına bağlıdır. Ancak bulunan diğer çekirdekler veya proton sayısı belirtilmelidir çünkü  tek boyutta ki NMR deneylerin de yağunlukla orantılıdır.Daha ayrıntılı deneylerde, örneğin, genellikle Karbon-13 NMR spektrumlarını almak için kullanılan deneyler de sinyallerin integrali çekirdeğinin gevşeme hızına, skaler ve dipolar eşleme sabitlerine bağlıdır. Çoğu zaman, bu faktörler iyi bilinmemektedir, bu nedenle NMR sinyalin integrali daha karmaşık NMR deneylerin de yorumlanması zordur.

j-bağlaşımı

Example ¹H NMR spectrum (1-dimensional) of ethanol plotted as signal intensity vs. chemical shift. There are three different types of H atoms in ethanol regarding NMR. The hydrogen (H) on the -OH group is not coupling with the other H atoms and appears as a singlet, but the CH₃- and the -CH₂- hydrogens are coupling with each other, resulting in a triplet and quartet respectively.

Tek boyutlu NMR spektrumunda yapı tayini için en yararlı bilgilerin bazıları J-bağlama veya skaler bağlamadan gelen. Bu birleştirme bir molekülün kimyasal bağlarında ki farklı spin durumlarının etkileşiminden meydana gelir ve NMR sinyallerinin bölümesinin sonucudur. Bu bölünme modelleri karmaşık ya da basit olabilileceği gibi açıkça yorumlanabilecek şekilde veya aldatıcı da olabilir. Bu birleştirme, bir molekülde ki atomlarının içinde ki bağlantı hakkında ayrıntılı fikir edinmenizi sağlar.

n  eşdeğerliğin (spin ½) de birleşen çekirdekler  yoğunluğu Pascal Üçgenin de bahsedildiği gibi olan sinyalleri n+1 çoklu yapısının içine böler. Ek spinlerin birleşmesi her bir çoklu yapının bileşenleri içinfazladan dönüşe izin verecektir; örneğin iki farklı spinde önemli derece de farklı eşleşme sabitine sahip çekirdeklerin birleşmesi dubletin dubletine izin verir. Kimyasal eş değerlikte ki çekirdek çiftleri arasında ki birleşme NMR spektrası üzerin de hiçbir etkiye sahip değildir ve çiftler için çekirdekler arasında ki mesafe (genellikle protonlar hariç esnek moleküllerde bağlar üçten fazladır) gözlemlenebilir ayrışmadan dolayı çok küçüktür. Üçten fazla bağa sahip uzun menzil birleşmeleridaha kompleks ayrılmalara izin veren halkalı ve aromatik birleşenler halinde sıklıkla gözlenebilir.

Örneğin, proton spektrumun da, etanol için yukarıda tarif edilen CH₃ grubu komşusu CH2 protonları tarafından 1:2:1: yoğunluk oranıyla bölünmüştür. Benzer şekil de Similarly, CH₂ komşusu CH3 protonları tarafından 1:3:3:1 yoğunluk oranıyla bölünmüştür. Prensip olarak CH₂ protonları hidroksil protonları tarafından dörtlü dublet formu oluşturmak için tekrardan dublet olarak bölünmüşlerdir fakat hidroksil asidin moleküler içi proton değişim bilgi kaybıyla sonuçlanmaktadır.

Bağ sabiti çok farklı olabilmesine rağmen, Fosfor-31 ya da Flor-19 gibi herhangi bir yarı spinli atom çekirdeği çalışabilir. Ama ayırma modelleri yukarıda bahsedilen çekirdekler için 1/2'den büyüktür çünkü kuantum spin numarası ikiden fazla değere sahiptir. Örneğin ağır hidrojen (spin 1 çekirdek) çiftlerinde sinyaller 1:1:1 üçlüsü şeklinde bçlünür çünkü bu spin 1 3 spin durumuna sahiptir. Benzer şekilde spin 3/2 çekirdekler sinyalleri 1:1:1:1 dörlüsünün içine bölerler. 

Kimyasal kayma ile birleştirilmiş çiftler sadece çekirdeğin kimyasal çevresi hakkın da değil molekülün içinde ki NMR aktif çekirdeğinin komşularının sayısı hakkında da bize bilgi verir.  Kompleks spektraların içinde benzer kimyasal kaymalarda çoklu zirveler veya In more complex spectra with multiple peaks at similar chemical shifts or in spectra of nuclei other than hydrogen, coupling is often the only way to distinguish different nuclei.

¹H NMR spectrum of menthol with chemical shift in ppm on the horizontal axis. Each magnetically inequivalent proton has a characteristic shift, and couplings to other protons appear as splitting of the peaks into multiplets: e.g. peak a, because of the three magnetically equivalent protons in methyl group a, couple to one adjacent proton (e) and thus appears as a doublet.

İkinci derece veya daha güçlü çiftleşme

Yukarı da bahsedilen varsayımlar da eşitsiz spinler arasında ki NMR frekanslarında ki fark ile karşılaştırıldığın da eşleşme sabiti küçük. Eğer kayma ayrımı azalır ise ya da bağlanma uzunluğu artar ise çoklu yoğunluk modelleri ilk olarak bozulur ve daha kompleks, kolay analiz edilebilen hale gelir, özellikle ikiden fazla spinin varlğında. Zirvelerin altında ki alan sabit kalmasına rağmen bir çoklu yapının zivelerinin yoğunlaştırılması çoğu zaman arka plan gürültüsünün kaybolmasını sağlar. En yüksek NMR alanında ise bozulmalar genellikle azdır ve karakteristik bozulmalar alakalı zirveleri tespit etmeye yardım edebilir.

Kapsamı sınırlı olsa da bu modellerin bazıları, John Pople tarafından yayınlanan yöntemi ile analiz edilebilir^[2]

İkinci mertebeden etkileri çoklu yapılar arasında ki frekans farkının artmasıyla azalır, yüksek alanlı NMR spektraların da düşük frekans spektrasından ziyade daha az bazukluk gösterilir. Başlarda 60Mhz spektraları bozukluğa daha yatıkındı, şimdiler de 200Mhz veya üzeri aletler kullanılıyor.

Manyetik eşitsizlik

Eğer kimyasal eşkilte ki spinler(simetri ile ilgili çekirdeklerve aynı NMR frekansına sahip) harici spinlerle farklı eşleşme ilişkilerine sahiplerse  çok ince etkiler meydana gelebilir.  Kimyasal eşitlikte ama benzer olmayan spinler  manyetik eşitsizlik olarak adlandırılır.Örneğin, 1,2-diklorobenzenin 4 H grupları simetri tarafından kimyasal eşitlikte ki iki parçaya ayrılır ancak çiftlerden birinin diğer spini oluşturan çift ile farklı eşleşmeleri vardır.Manyetik eşitsizlik sadece sayısal modelleme yöntemiyle analize izinn veren aşırı kompleks spektralara izin verir. Esnek moleküller C-C bağlarının ilgili yapısal ortalama manyetik eşitsizliğinde ki sorunları azaltarak, komşu karbonlar üzerinde protonların arasındaki bağları eşitlemek eğilimindedir. Bu tür etkiler, aromatik ve diğer esnek olmayan sistemlerin NMR spektrumları  ve esnek olmayan sistemlerde daha sık görülür.

Döteryumlu çözücüler

Bir çözeltide ki çekirdeklerin büyük çoğunluğu çözücüye ait olacaktır ve en düzenli çözücüler hidrokarbonlar ve NMR-reaktif protonları içerenlerdir. Bu yüzden, döteryum (hidrojen-2) %99'dan fazla yer almaktadır. Döteryumlanmış çözücü olarak döteryum oksit (D2O) ve döteryumlanmış DMSO (DMSO-d6) hidrofilik analizler için kullanılmasına rağmen en sık kullanılan döterokloroform (CDCI3) 'dir. NMR spektrumları genellikle yerine eklenen tetrametilsilanın bilinen çözücü kalıntı proton zirvesine karşı kalibre edilir.

Korelasyon spektroskopisi

Korelasyon Spektroskopisi iki boyutlu nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopi veya 2D-NMR türlerinden bir tanesidir. Bu NMR deney türü COSY olarak bilinir. İki boyutlu NMR spektroskopileri; J-spektroskopisi, bozdurma spektroskopisi (EXSY), nükleer hauser etkisi spektroskopisi (NOESY), toplam korelasyon spektroskopisi (TOCSY) ve HSQC, HMQC ve HMBC gibi farklı çekirdekli korelasyon spektroskopisidir.İki boyutta NMR spektroskopisi bir molekük hakkında tek boyutta NMR spektrasında olduğundan daha fazla bilgi sağlar ve özellikle tek boyutta çalışmak için karmaşık olan moleküllerin molekül yapısına karar vermede daha kullanışlıdır. İlk iki boyutlu NMR deneyleri, COSY, 1971 yılın de Libre de Bruxelles üniversitesin de profesör olan Jean Jeener tarafınden önerilmiştir.^[3][4] 1976 yılında bu deneyin çalışmaları Walter P. Aue, Enrico Bartholdi ve Richard R. Ernst tarafından yayınlandı ve hayata geçirildi.

Katı hal nükleer manyetik rezonansı 

Fiziksel şartlar çeşitli molekülleri çözelti içinde incelemeye ya da aynı anda aynı atom seviyesinde farklı spektroskopik teknikleri uygulamaya izin vermez. Kristaller, mikrokristal tozlar, jeller, yön bağımlı solüsyonlar gibi katı hal ortamında, iki kutuplu bağlanmalar ve  yön bağımlı kimyasal kaymanın baskın hale gelen nükleerspin sistemleri vardır.  Geleneksel NMR spektroskopisin de bu ek etkileşimler spektral çizgilerinin önemli miktarda genişlemesine neden olur. Çeşitli teknikler, en az¹³C spektrumları için, çözelti-hal NMR spektrumlarını karşılaştırılabilir, yüksek çözünürlüklü koşulların yaratılmasını sağlar.

Yüksek çözünürlüklü katı hal NMR spektroskopisi için iki önemli durum basit yönelimler tarafından muhtemel möleküler yönelimlerin sınırlandırılması ve basit spinler tarafından yön bağımlı nükleer manyetik etkileşimlerin azaltılmasıdır. Sistem 1/2 spinli çekirdekleri içerdiği zaman, sihirli açı etrafında hızla dönmek çok önemli bir metottur.  Kısmi hizalama veya düşük hareketlilik örnekleri gibi bir dizi teknik, şu anda NMR spektroskopin de kullanılmaktadır.

Katı hal NMR etkilerinin meydana geldiği uygulamalar sıklıkla protein yapılarının incelenmesi, protein iplikçiklerinin veya tüm polimer yapılarının incelenmesidir. Sadece organik kimyada kimyasal analizi değil bitki yaprakları ve yakıt hücreleri gibi tuhaf uygulamalarıda içermektedir. 

Biyomoleküler NMR spektroskopisi

Proteninler

NMR spektroskopisi protein NMR spektroskopisinin alanında ki yenilik kadar, yapısal biyoloji için de önemli bir teknik alanı olmuştur. Bu araştırmaların ortak hedefi x-ışını kristalografisi ile proteinin yüksek çözünürlüklü 3 boyutlu yapısını elde etmektir. X-ışını kristalografisi aksine daha büyük yapılar çözülmüş olsa da, NMR spektroskopi, genellikle, 35 kDa'lık daha küçük proteinler ile sınırlıdır. NMR spektroskopisi, genellikle kısmen veya tamamen özünde yapılandırılmamış proteinler için yüksek çözünürlüklü bilgi edinmenin tek yoldur. It is now a common tool for the determination of Conformation Activity Relationships where the structure before and after interaction with, for example, a drug candidate is compared to its known biochemical activity. Proteinler daha önce bahsedilen küçük onganik moleküllerden daha büyük değer sırasındadırlar fakat basit NMR teknikleri ve bazı NMR teorileri uygulanabilir. Küçük organik bileşik ile karşılaştırıldığında proteinin içinde daha fazla atom bulunduğundan, temel tek boyutlu spektrumlarıdışarıdan direk gelen kabul edliemez hale gelmiş sinyallerle birlikte kalabalık hale gelir. Bu nedenle, (2, 3 ya da 4D) çok boyutlu deneyler bu sorunla başa çıkmak için geliştirilmiştir. To facilitate these experiments, it is desirable to isotopically label the protein with ¹³C and ¹⁵N because the predominant naturally occurring isotope ¹²C is not NMR-active, whereas the nuclear quadrupole moment of the predominant naturally occurring ¹⁴N isotope prevents high resolution information to be obtained from this nitrogen isotope. Proteinlerin yapı tayini için kullanılan en önemli yöntem molekülün içindeki atom çiftleri arasındaki mesafeleri ölçmek için kullanılan NOE deneyleridir. Daha sonra, elde edilen mesafeler mesafe geometrisi problemi çözülerek molekülün bir 3D yapısını oluşturmak için kullanılır. Ayrıca NMR, bir proteinin farklı bölgelerinin yapısal esneklik ve dinamikliği hakkında bilgi edinmek için kullanılır.

Nükleik asitler

"Nükleik asit NMR", DNA ya da RNA gibi polinükleik asitlerin dinamikleri yapısı ve hakkında bilgi elde etmek için kullanılan NMR spektroskopisidir. 2003 yılı itibarıyla, bilinen tüm RNA yapılarının neredeyse yarısı NMR spektroskopisi ile tespit edilmiştir.

Nükleik asit ve protein NMR spektroskopisi benzerdir ancak farklılıklar bulunmaktadır.Nükleik asitler NMR spektroskopisin de incelenen hidrojen atomlarından çok küçük bir yüzde de sahiptir çünkü nükleik asid duble helezonlar sert ve kabaca doğrusaldırlar ve uzun menzil korelasyon oluşturmak için geri çekilmezler.^[5]  1H or proton NMR, ¹³C NMR, ¹⁵N NMR, and ³¹P NMR genellikle nukleik asitlerle birlikte tamamlanmış NMR tipleridir. İki boyutlu NMR yöntemleri genellikle korelasyon spektroskopisi (COSY) ve toplam koherens transferi spektroskopisi (TOCSY) gibi geçiş bağı nükleer bağlanmasını tespit etmek; nükleer Overhauser etkisi spektroskopisi (NOESY) gibi boşlukta bir birlerine çok yakın duran atom çekirdeklerinin bağlanmasını tespit edebilmek için kullanılır.

Spektrumdan alınan parametreler, başlıca NOESY çapraz zirveler ve birleşme sabitleri, glikosidik bağ açıları, iki düzlemli açıları ve şeker büzgü konformasyonları gibi bölgesel yapıların tespitin de kullanılabilir. Büyük ölçekli yapılar için, bu bölgesel parametreler diğer yapısal varsayımlarla birleştirilmek zorundadır çünkü proteinlerin aksine çift sarmal kendi içine değildir ve geriye çekilmez ve içinden geçtiği için hatalar eklenebilir. NMR ayrıca bükülmüş sarmallar, Watson-Crick basepairing olmayan ve koaksiyel istifleme gibi standart dışı geometrileri araştırmak için kullanışlıdır.  It has been especially useful in probing the structure of natural RNA oligonucleotides, which tend to adopt complex conformations such as stem-loops and pseudoknots. NMR is also useful for probing the binding of nucleic acid molecules to other molecules, such as proteins or drugs, by seeing which resonances are shifted upon binding of the other molecule.^[6]

Karbonhidratlar

Karbonhidrat NMR spektroskopisi karbonhidrat yapısı ve konformasyon ile ilgili soruları gidermektedir.

Referanslar

İlave linkler

• James Keeler. "Understanding NMR Spectroscopy" (reprinted at University of Cambridge). University of California, Irvine. Retrieved 2007-05-11. 
• The Basics of NMR - A non-technical overview of NMR theory, equipment, and techniques by Dr. Joseph Hornak, Professor of Chemistry at RIT
• GAMMA and PyGAMMA Libraries - GAMMA is an open source C++ library written for the simulation of Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy experiments. PyGAMMA is a Python wrapper around GAMMA.
• relax Software for the analysis of NMR dynamics
• Vespa - VeSPA (Versatile Simulation, Pulses and Analysis) is a free software suite composed of three Python applications. These GUI based tools are for magnetic resonance (MR) spectral simulation, RF pulse design, and spectral processing and analysis of MR data.