二次元NMR
2D-NMRスペクトルのある軸に平行な複数の1D-スペクトルに和などの演算をほどこしてひとつの1D-スペクトルを作り出す処理。ここでスペクトルの和というのは、異なるスペクトルの同一座標の強度値の和を結果のスペクトルの当該座標の値とする演算をいう。つまりスペクトルデータを座標軸上のデータ点数だけの次元のベクトル量と見なした時のベクトル和をいう。
単純に和を取る処理が最もよく使われ、この場合ノイズは平均化されて減少するためS/N比も改善される。和の他の演算としては、複数の1D-スペクトル中の最大値を取るものも使われる。
単に投影と言えば、ある軸に平行な全ての1D-スペクトルに処理をほどこす場合を指すことが多い。それに対して、あるシグナルが存在する範囲だけなどの一定範囲の1D-スペクトルのみを投影に使うこともある。その一定範囲が狭い場合は、1個の1D-スペクトルのみを取り出す、つまり断面 (cross section) を取り出す処理に近くなる。
投影処理は以下のような場合に有用である。
J分解スペクトルの化学シフト軸への投影はスピン分裂が消えて単純化されたものになる。特にH-NMRのように同種核同士のスピン結合で複雑になるスペクトルでは、各シグナルを明確に分離できる効用がある。
同種核相関スペクトルの投影もスピン分裂が消えて単純化されたものになる。
異種核相関分光法は2つの異なる種類の核間のカップリングに基づくシグナルを与える。2種類の核はプロトンおよび別種の核であることが多い。歴史的な理由のため、検出期の間に異種核スペクトルではなくプロトンを記録する実験法は「インバース(逆)」測定と呼ばれる。これは、ほとんどのヘテロ原子核のNMR活性同位体の低い自然存在比によって、NMR活性でない異種核を持つ分子からのシグナルによって埋め尽くされたプロトンスペクトルが生じ、これによってスペクトルが望む、カップリングしたシグナルを観察するために役に立たなくなるためである。例えば、Cの天然存在比が少ないため単純なHの観測ではH-C対の信号が強く、観測したいH-C対の信号の妨害となる。そこでH-C対の信号を抑制するために様々なパルスシーケンスが使われる。望ましくないシグナルを抑制するための技術の到来によって、HSQCやHMQC、HMBCといったインバース相関実験法が今日実際にかなり一般的である。異種核スペクトルが記録される「ノーマル」の異種核相関分光法はHETCORと呼ばれる。
FT-NMR(フーリエ変換 NMR、Fourier Transform NMR)において一番簡単な測定では1個の励起パルスの直後からFID(Free Induction Decay, 自由誘導減衰)を観測するが、FIDの前に一連のパルスおよびパルス間隔を入れて測定することで特徴あるスペクトルが得られる。この一連のパルス列を「パルスシーケンス (pulse sequence)」と呼び、2D-NMRではパルスシーケンスの中のあるパルス間隔の長さを変えた複数の1D-NMRスペクトルを得る。この長さ可変な期間を展開期 (evolution period) と呼び、2D-NMRではひとつの軸にFID期間中の時間 t2、他方の軸に展開期間中の時間 t1 を示す時間領域 (time-domain) スペクトルが得られる。時間領域スペクトルの両軸をフーリエ変換して周波数領域 (frequency-domain) スペクトルを得る。パルスシーケンス中で展開期がFIDより先であるため、伝統的に展開期を t1 で示しFIDを t2で示す。t1 と t2 に対応した周波数領域スペクトルの両軸はそれぞれ F1 および F2 と表す。
パルスシーケンスによりクロスピークの出現機構が変わり、さまざまな種類の測定法が考えだされている。