L’Accès National au 800MHz
Le Spectromètre RMN à 800MHz de Gif Sur Yvette
| Responsable(s) | |||
| Eric GUITTET | Chercheur | 01 69 82 37 97 | |
Adresse : CNRS - UPR 2301
Institut de Chimie des Substances Naturelles
RMN Haut Champ
1, avenue de la Terrasse
Bâtiment 23B
91198 Gif-sur-Yvette Cedex France
Le Laboratoire de RMN de l’Institut de Chimie des Substances Naturelles héberge depuis Février 1998 un spectromètre Bruker Avance-800, qui fonctionne comme Plate-forme Technologique Nationale. Ce projet a été initié dès 1994 avec une demande d’aide au Conseil Régional d’Ile de France (projet SESAME). La phase initiale d’identification des utilisateurs potentiels a permis de boucler un plan de financement avec divers partenaires (CEA, CNRS, INSERM, INRA, Ecole Polytechnique, Conseil Régional d’Ile de France, Association pour la Recherche sur le Cancer, Ministère de la Recherche et des nouvelles technologies). Nous souhaitons vivement les remercier tous pour leur aide.
Description de la configuration du 800MHz de Gif sur Yvette
La configuration de départ est composée :
1. D’un cryoaimant Bruker avec un champ nominal de 18.8 Tesla. Le fonctionnement de la bobine Nb-Sn dans un bain d’Hélium liquide, refroidi à une température de 2K par un échangeur Joule-Thomson, donne au champ magnétique une stabilité exceptionnelle (dérive pratiquement indétectable). L’homogénéité est optimisée par un système de 28 shims BOSS II bas courant, opérant à température ambiante. Leur pilotage manuel ou automatique, ainsi que le lock deutérium numérique, sont réalisés par l’unité BSMS. Enfin, l’aimant est monté sur un système d’élimination des vibrations (fréquences >12 Hz).
2. D’un système de surveillance du cryoaimant.
3. D’une console DRX équipée de 4 canaux, d’un amplificateur linéaire 1H/19F (BLARH100, 100W en mode pulsé et 10W en mode continu), de trois amplificateurs linéaires large-bande 10-325MHz (deux BLAX300, 300W en mode pulsé et 30W en mode continu et un BLAX500, 500W en mode pulsé et 50W en mode continu). Parmi les nouvelles possibilités, on soulignera le suréchantillonnage, le filtrage digital et la détection en quadrature numérique.
4. D’une unité de contrôle de la température BVT3000.
5. D’un ordinateur Hewlett-Packard équipé de logiciels XWIN-NMR 3.1 (acquisition et traitement des spectres), XWIN-PLOT 2.0.1 (impression des spectres), NMR-SHIM 2.6.1 (simulation des séquences d’impulsions) et NMR-CHECK 1.1 (téléassistance).
6. D’une sonde 5mm triple résonance inversée (bobine 1H/2H interne et bobine 13C/15N externe) équipée de gradients de champ statique à trois axes avec blindage actif (puissance maximale 50G/cm, température de fonctionnement de -50°C à +80°C).
7. D’une cryo-sonde 5mm triple résonance inversée (bobine 1H/2H interne et bobine 13C/15N externe) équipée d’un gradient de champ statique selon l’axe Z avec blindage actif (puissance maximale 50G/cm, température de fonctionnement de +10°C à +60°C). Cette sonde permet un gain de sensibilité qui peut atteindre un facteur 4 (rapport signal/bruit sur tube test de 6400 environ). Cette sonde supporte des puissances plus limitées qu’une sonde normale et certaines expériences doivent être adaptées.
Le spectromètre (conforme aux normes de sécurité de la Communauté Européenne, ISO 9001) est accessible aux chercheurs extérieurs, soit sous forme d’utilisation par les utilisateurs avertis, assistés dans la réalisation d’expériences à très haut champ, soit sous forme de collaborations. Le temps offert correspond à 67 % du temps total opérationnel, le reste étant réservé au Laboratoire de RMN de l’ICSN, pour ses propres recherches sous réserve des impératifs de maintenance dont : remplissage avec N2 liquide chaque Mercredi matin ( 200 l) et remplissage avec He liquide tous les 40 jours ( 250 l).
Spécificités d’un spectromètre à très haut champ
L’augmentation du champ magnétique lors du passage de 500 ou 600MHz à 800MHz a plusieurs conséquences importantes dans l’étude des macromolécules biologiques :
L’augmentation de la sensibilité par un facteur de 1,6 environ, ce qui permet d’obtenir le même rapport signal/bruit, soit avec moins d’échantillon, soit avec un gain de temps significatif. La première propriété permet de limiter les quantités nécessaires de protéines, ce qui est important dans le cas des protéines difficiles à produire ou à purifier, et dans le cas de protéines ayant tendance à l’agrégation et à la polymérisation. La seconde propriété est importante dans le cas des protéines peu stables.
L’augmentation de la résolution spectrale d’environ 30% pour les spectres à une dimension, et plus pour les spectres de plus haute dimensionnalité. Elle conduit à une meilleure lisibilité et permet en conséquence l’analyse de macromolécules de plus grande taille (celles de plus de 150 résidus, taille longtemps considérée comme limite pour les protéines étudiables par RMN). Elle permet d’aborder des problèmes biologiques plus pertinents.
D’autres propriétés sont aussi exploitables :
Les phénomènes de compensation de la relaxation exploités dans les expériences de type TROSY (Pervushin et al, 1997) ou CRINEPT.
L’avantage de pouvoir travailler à plusieurs champs pour l’étude des mouvements moléculaires par l’intermédiaire des études de la relaxation, et ainsi d’avoir une analyse détaillée sur une gamme de fréquences plus étendue.
L’alignement spontané des molécules à forte anisotropie de déplacement chimique dans le champ magnétique (Tjandra N et al, 1997).
Les expériences envisagées visent à tirer profit de ces avantages spécifiques d’un spectromètre à un très haut champ, par rapport aux spectromètres à 600 et 500 MHz, largement disponibles au niveau national.
Les utilisateurs avertis qui opéreront sur le spectromètre à 800 MHz devront être capables d’effectuer leurs études de manière autonome, tant par leur compétence en spectroscopie RMN et que par leur maîtrise de ce type de spectromètre. Le Laboratoire de RMN, ICSN, s’engage à fournir le support nécessaire (calibrations des impulsions en différentes atténuations, maintenance du système et mises à jour régulières, informations relatives aux possibilités et aux éventuelles limites du système etc.).
Pour les laboratoires qui ne possèdent pas de spectromètre Bruker Avance ou AMX, le responsable de la gestion du système peut enregistrer pour leur compte les spectres de base (ie NOESY, TOCSY, HSQC...). Pour les expériences de pointe et les expériences très spécifiques, une collaboration sera requise.
Les visiteurs sont invités à se munir du matériel nécessaire à leurs expériences (tubes de RMN, solvants deutériés). L’allocation de temps se fait en principe par période de 24heures. L’accueil se fera en principe à 10H. Les données seront ensuite stockées (CD) ou transférées. Chaque opérateur est prié de respecter cette organisation générale. Une cantine CNRS est accessible sur le site (se munir des documents permettant de bénéficier du tarif CNRS) et des chambres peuvent être réservées sur le site (logement).
Ici vous pouvez trouver les spécifications auxquelles répond le spectromètre :
Dérive du champ statique B0 : < 3 Hz/hr
Homogénéité du champ statique B0 :
Homogénéité du champ B1 : IP810° = 0.7IP90° et IP450° = 0.7IP90° pour 1H
Sensibilité 1H : >1600 sur 0.1% ethylbenzene dans CDCl3
Quelques données de base pour préparer ses expériences
Vous pouvez aussi consulter les calibrations et quelques spectres homonucléaires, double et triple résonance dans la page html du responsable de la gestion du système Nicolas Birlirakis.
Les équipes souhaitant avoir accès au spectromètre devront remplir le questionnaire téléchargable ci-dessous, associer les documents demandés et envoyer l’ensemble par voie postale à l’adresse suivante :
Eric Guittet
Laboratoire de Chimie et Biologie Structurales de l’Institut de Chimie des Substances Naturelles
91190 Gif sur Yvette
Phone (secretary) 33 1 69 82 36 71
Phone (direct) 33 1 69 82 37 97
Fax : 33 1 69 82 37 84
Dernière modification : 1er octobre 2009
