Nükleer manyetik rezonans spektroskopisi

21.1 Tesla magnetli 900 MHz bir NMR aleti (HWB-NMR' de, Birmingham, UK
Nükleer manyetik rezonans spektroskopisi, yaygın bilinen adıyla NMR spektroskopisi, atom çekirdeğinin belirli manyetik özelliklerini kullanan bir araştırma tekniğidir.  İçerisindeki atomların ya da moleküllerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirler. NMR spektroskopisi nükleer manyetik rezonans olgusuna dayanmaktadır ve içerisindeki atomun ya da molekülün yapısı, dinamiği, reaksiyon durumu ve molekülün kimyasal çevresi hakkında detaylandırılmış bilgi sağlar. Molekül içerisindeki 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 karbon-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 gruplar 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.
Korolasyon sepktrokopisi normal NMR' ın bir geliştirmesidir. İki boyutlu NMR' da, emisyon tek bir frekans etrafında merkezlenir ve korolasyon rezonansları gözlenir. Bu durum gözlenmiş foksiyonel grupların komşu dallanmalarının belirlenmesine bu ise rezonansların tam olarak belirlenmesine olanak sağlar. Buna ilaveten daha komplex 3D ve 4D teknikler ve belirli rezonansları bastırmak ve/veya çoğaltmak amaçlı dizayn edinmiş bir yığın metot vardır. Nükleer Overhauser (NOE) etkisi spektrometrisinde rezonansların rehatlaması gözlenir. NOE çekirdeklerin yakınlaşmasına bağlı olduğundan, her çekirdeğin NOE miktarının belirlenmesi molekülün üç boyutlu yapısının inşasına izin verir.
Radyasyon kalkanı, vakum kafesi, sıvı nitrojen kanalı, sıvı helyum kanal ve kriyojenik ayar laynerlerin yapısını gösteren NMR kesiti
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 içerisindeki 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. Hatta tezgah üstü nükleer manyetik rezonans spektrometreler mevcuttur. NMR militesladan daha bir magnetik alanda gözlenebilir. Düşük çözünürlüklü NMR birbiriyle rahatça örtüşmesinden dolayı karışık yapıları çözmede problemlere neden olan daha geniş zirveler üretir. Yüksek güçte manyetik alan kullanımı zirvelerin temiz çözünürlüğü ile sonuçlanır ve endüstride standarttır.