High-Resolution NMR Spectroscopy of Sample Volumes from 1 nL to 10 μL

Chemical Reviews

Volumn 99, Issue 10, 1999, Pages 3133-3152

  Lacey, Michael E ^a   Subramanian, Raju ^a   Olson, Dean L ^a,b   Webb, Andrew G ^a   Sweedler, Jonathan V ^a  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^b Magnetic Reson Microsensors Corp   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0000159085     PISSN: 00092665     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr980140f     Document Type: Article

References (144)

1. Salzmann, M.; Pervushin, K.; Wider, G.; Senn, H.; Wüthrich, K. Proc. Natl. Acad. Sci. 1998, 95, 13585-90.
2. Shapiro, M. J.; Wareing, J. R. Curr. Opin. Chem. Biol. 1998, 2, 372-5.
3. Derome, A. E. Modern NMR Techniques for Chemistry Research; Pergamon Press Ltd.: New York, 1987.
4. Ernst, R. R.; Bodenhausen, G.; Wokaun, A. Principles of Nuclear Magnetic Resonance in One and Two Dimensions; Oxford University Press: Oxford, 1991.
5. Braun, S.; Kalinowski, H.-O.; Berger, S. 100 and More Basic NMR Experiments: A Practical Course; VCH Publishers: New York, 1996.
6. Günther, H. NMR Spectroscopy: Basic Principles, Concepts, and Applications in Chemistry; John Wiley & Sons Ltd.: Chichester, England, 1996.
7. Hoult, D. I.; Richards, R. E. J. Magn. Reson. 1978, 24, 71-85.
8. Long, H. W.; Gaede, H. C.; Shore, J.; Raven, L.; Bowers, C. R.; Kitzenberger, J.; Pietrass, T.; Pines, A. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8491-2.
9. Navon, G.; Song, Y. Q.; Room, T.; Appelt, S.; Taylor, R. E.; Pines, A. Science 1996, 277, 1848-51.
10. Fitzgerald, R. J.; Sauer, K. L.; Happer, W. Chem. Phys. Lett. 1998, 284, 87-92.
11. Black, R. D.; Early, T. A.; Roemer, P. B.; Mueller, O. M.; Morgo-Campero, A.; Turner, L. G.; Johnson, G. A. Science 1993, 259, 793-5.
12. Hill, H. D. Appl. Supercond. 1997, 7, 3750-5.
13. Marek, D.; Haeberli, M.; Triebe, R.; Warden, M.; Baselgia, L.; Gerfin, T.; Schett, O.; Laukien, F. Ultra Sensitive High-Resolution NMR Probes; Experimental NMR Conference, Orlando, FL, 1997, Poster 122.
14. Pease, J.; Withers, R.; Nast, R.; Deese, A.; Calderon, P.; Mehta, S.; Kelly, T.; Laukien, F. Application of a 2.5-mm CryoProbe to Metabolite Studies; Experimental NMR Conference, Orlando, FL, 1999, Poster 202.
15. Müller-Warmuth, W.; Meise-Gresch, K. Adv. Magn. Reson. 1983, 11, 1.
16. Dorn, H. C.; Gu, J.; Bethune, D. S.; Johnson, R. D.; Yannoni, C. S. Chem. Phys. Lett. 1993, 203, 549-54.
17. Gitti, R.; Wild, C.; Tsiao, C.; Zimmer, K.; Glass, T. E.; Dorn, H. C. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 2294-6.
18. Stevenson, S.; Dorn, H. C. Anal. Chem. 1994, 66, 2993-9.
19. Stevenson, S.; Glass, T.; Dorn, H. C. Anal. Chem. 1998, 70, 2623-8.
20. Odelblad, E. Micro-NMR in High Permanent Magnetic Fields. Nordisk Forening for Obsterik och Gynekologi; Karolinska Institute: Stockholm, 1966.
21. Shoolery, J. N. Top. Carbon-13 NMR Spectrosc. 1979, 3, 28-38.
22. Wiseman, R. W.; Moerland, T. S.; Kushmerick, M. J. NMR Biomed. 1993, 6, 153-6.
23. Cho, Z.; Ahn, C.; Juh, S.; Lee, H. Med. Phys. 1988, 15, 815-24.
24. Glover, P. M.; Bowtell, R. W.; Brown, G. D.; Mansfield, P. Magn. Reson. Med. 1994, 31, 423-8.
25. Hsu, E. W.; Aiken, N. R.; Blackband, S. J. Am. J. Physiol. - Cell Physiol. 1996, 40, C1895-C1900.
26. Hsu, E. W.; Aiken, N. R.; Blackband, S. J. Magn. Reson. Med. 1997, 37, 624-7.
27. Aiken, N. R.; Hsu, E. W.; Horsman, A.; Blackband, S. J. Am. J. Physiol.-Cell Physiol. 1996, 40, C1295-C1302.
28. Schoeniger, J. S.; Aiken, N.; Hsu, E.; Blackband, S. J. J. Magn. Reson. Ser. B 1994, 103, 261-73.
29. Sanny, J.; Clark, W. G. Rev. Sci. Instrum. 1981, 52, 539-41.
30. Mahdjour, J.; Clark, W. G.; Baberschke, K. Rev. Sci. Instrum. 1986, 57, 1100-6.
31. Ohno, K.; Murakami, T. J. Magn. Reson. 1988, 79, 343-7.
32. Maple, S. R.; Allerhand, A. J. Magn. Reson. 1986, 66, 168-71.
33. Hoch, J. C.; Stern, A. S. NMR Data Processing; Wiley-Liss, Inc.: New York, 1996.
34. Fuks, L. F.; Huang, F. S. C.; Carter, C. M.; Edelstein, W. A.; Roemer, P. B. J. Magn. Reson. 1992, 700, 229-42.
35. VanderHart, D. L. Magnetic Susceptibility & High-Resolution NMR of Liquids & Solids. In Encyclopedia of Nuclear Magnetic Resonance; Grant, D. M., Harris, R. K., Eds.; John Wiley & Sons: New York, 1996; Vol. 5, pp 2938-46.
36. Doty, F. D.; Entzminger, G.; Yang, Y. A. Cone. Magn. Reson. 1998, 70, 133-56.
37. ASTM E 386-90. Annu. Book ASTM Stand. 1997, 3.06, 731-9.
38. ASTM E 386-90. Annu. Book ASTM Stand. 1997, 3.06, 731-9.
39. Olson, D. L.; Peck, T. L.; Webb, A. G.; Magin, R. L.; Sweedler, J. V. Science 1995, 270, 1967-70.
40. Reynolds, W. F.; Yu, M.; Enriquez, R. G. Magn. Reson. Chem. 1997, 35, 614-8.
41. Wilmad Glass Product Catalog. http://www.wilmad.com (accessed May 1999).
42. Behnia, B.; Webb, A. G. Anal. Chem. 1998, 70, 5326-31.
43. Shoolery, J. N. Varian Instrum. Appl. 1976, 10, 18-9.
44. Shoolery, J. N.; Wehrli, F.; Wirthlin, T. Chem.-Technol. (Heidelberg) 1977, 6, 55-9.
45. Shoolery, J. N.; Majors, R. E. Am. Lab. 1977, 9, 51-61.
46. Chatterjee, A.; Mukhopadhyay, S.; Shoolery, J. N. Indian J. Chem. 1978, 16B, 67-8.
47. Shoolery, J. N.; Southwick, E. W. J. Agric. Food Chem. 1979, 27, 1400-2.
48. Crouch, R. C.; Martin, G. E. Magn. Reson. Chem. 1992, 30, S66-S70.
49. Shockcor, J. P.; Wurm, R. M.; Silver, I. S.; Crouch, R. C.; Martin, G. E. Tetrahedron Lett. 1994, 35, 4919-22.
50. Crouch, R. C.; Martin, G. E. J. Nat. Prod. 1992, 55, 1343-7.
51. Crouch, R. C.; Martin, G. E.; Musser, S. M.; Grenade, H. R.; Dickey, R. W. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 6827-30.
52. Sharaf, M. H. M.; Schiff, P. L., Jr.; Tackie, A. N.; Phoebe, C. H., Jr.; Howard, L.; Meyers, C.; Hadden, C. E.; Wrenn, S. K.; Davis, A. O.; Andrews, C. W.; Minick, D.; Johnson, R. L.; Shockcor, J. P.; Crouch, R. C.; Martin, G. E. Magn. Reson. Chem. 1995, 33, 767-78.
53. Martin, G. E.; Crouch, R. C.; Zens, A. P. Magn. Reson. Chem. 1998, 36, 551-7.
54. Martin, G. E.; Guido, J. E.; Robins, R. H.; Sharaf, M. H. M.; Schiff, P. L.; Tackie, A. N. J. Nat. Prod. 1998, 67, 555-9.
55. Hadden, C. E.; Martin, G. E. J. Nat. Prod. 1998, 67, 969-72.
56. Barbara, T. M. J. Magn. Reson. A 1994, 109, 265-9.
57. Peck, T. L.; Magin, R. L.; Lauterbur, P. C. J. Magn. Reson. B. 1995, 108, 114-24.
58. Webb, A. G. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1997, 31, 1-42.
59. Olson, D. L.; Lacey, M. E.; Sweedler, J. V. Anal. Chem. 1998, 70, 257A-64A.
60. Rao, N. N. Electromagnetics; Prentice Hall: New York, 1992.
61. Muller, L. J. Am. Chem. Soc. 1979, 707, 4481-4.
62. Bax, A.; Griffey, R. H.; Hawkins, B. L. J. Magn. Reson. 1983, 55, 301-15.
63. Bodenhausen, G.; Ruben, D. J. Chem. Phys. Lett. 1980, 6, 185-9.
64. Kay, L. E.; Ikura, M.; Tschudin, R.; Bax, A. J. Magn. Reson. 1990, 89, 496-514.
65. Grzesiek, S.; Bax, A. J. Magn. Reson. 1992, 96, 432-40.
66. Rogers, J. A.; Jackman, R. J.; Whitesides, G. M.; Olson, D. L.; Sweedler, J. V. Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 2464-6.
67. Peck, T. L.; Magin, R. L.; Kruse, J.; Feng, M. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1994, 41, 706-9.
68. Stocker, J. E.; Peck, T. L.; Webb, A. G.; Feng, M.; Magin, R. L. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1997, 44, 1122-7.
69. Trumbull, J. D.; Glasgow, I. K.; Beebe, D. J.; Magin, R. L. IEEE Trans. Biomed. Eng., in press.
70. Webb, A. G.; Grant, S. C. J. Magn. Reson. B 1996, 113, 83-7.
71. Olson, D. L.; Lacey, M. E.; Sweedler, J. V. Anal. Chem. 1998, 70, 645-50.
72. Chauret, D. C.; Durst, T.; Arnason, J. T.; Sanchez-Vindas, P.; Roman, L. S.; Poveda, L.; Keifer, P. A. Tetrahedron Lett. 1996, 37, 7875-8.
73. Manzi, A.; Salimath, P. V.; Spiros, R. C.; Keifer, P. A.; Freeze, H. H. J. Biol. Chem. 1995, 270, 9154-63.
74. Delepierre, M.; Roux, P.; Chaffotte, A. F.; Goldberg, M. E. Magn. Reson. Chem. 1998, 36, 645-50.
75. Delepierre, M.; Prochnicka-Chalufour, A.; Possani, L. D. Biochemistry 1997, 36, 2649-58.
76. Fitch, W. L.; Detre, G.; Holmes, C. P.; Shoolery, J. N.; Keifer, P. A. J. Org. Chem. 1994, 59, 7955-6.
77. Keifer, P. A.; Baltusis, L.; Rice, D. M.; Tymiak, A. A.; Shoolery, J. N. J. Magn. Reson. A 1996, 119, 65-75.
78. Garigipati, R. S.; Adams, B.; Adams, J. L.; Sarkar, S. K. J. Org. Chem. 1996, 61, 2911-4.
79. Sarkar, S. K.; Garigipati, R. S.; Adams, J. L.; Keifer, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2305-6.
80. Wu, N.; Peck, T. L.; Webb, A. G.; Magin, R. L.; Sweedler, J. V. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 7929-30.
81. Wu, N.; Peck, T. L.; Webb, A. G.; Magin, R. L.; Sweedler, J. V. Anal. Chem. 1994, 66, 3849-57.
82. Wu, N.; Webb, A.; Peck, T. L.; Sweedler, J. V. Anal. Chem. 1995, 67, 3101-7.
83. Subramanian, R.; Lam, M. M.; Webb, A. G. J. Magn. Reson. 1998, 133, 227-31.
84. Subramanian, R.; Webb, A. G. Anal. Chem. 1998, 70, 2454-8.
85. Subramanian, R.; Sweedler, J. V.; Webb, A. G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2333-4.
86. Korhammer, S. A.; Bernreuther, A. Fresenius J. Anal. Chem. 1996, 354, 131-5.
87. Albert, K. J. Chromatogr. A 1997, 785, 65-83.
88. Albert, K. J. Chromatogr. 1995, 703, 123-47.
89. Pusecker, K.; Schewitz, J.; Gfrörer, P.; Tseng, L.-H.; Albert, K.; Bayer, E. Anal. Chem. 1998, 70, 3280-5.
90. Pusecker, K.; Schewitz, J.; Gfrörer, P.; Tseng, L.-H.; Albert, K.; Bayer, E.; Wilson, I. D.; Bailey, N. J.; Scarfe, G. B.; Nicholson, J. K.; Lindon, J. C. Anal. Commun. 1998, 35, 213-5.
91. Schewitz, J.; Gfrörer, P.; Pusecker, K.; Tseng, L.-H.; Albert, K.; Bayer, E.; Wilson, I. D.; Bailey, N. J.; Scarfe, G. B.; Nicholson, J. K.; Lindon, J. C. Analyst 1998, 123, 2835-7.
92. Olson, D. L.; Lacey, M. E.; Webb, A. G.; Sweedler, J. V. Anal. Chem. 1999, 71, 3070-6.
93. Gfrörer, P.; Schewitz, J.; Pusecker, K.; Tseng, L.-H.; Albert, K.; Bayer, E. Electrophoresis 1999,20, 3-8.
94. Lindon, J. C.; Nicholson, J. K.; Wilson, I. D. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1996, 29, 1-49.
95. Albert, K.; Dachtler, M.; Glaser, T.; Händel, H.; Lacker, T.; Schlotterbeck, G.; Strohschein, S.; Tseng, L.-H.; Braumann, U. J. High Resolut. Chromatogr. 1999, 22, 135-43.
96. Laude, D. A., Jr.; Wilkins, C. L. Anal. Chem. 1984, 56, 2471-5.
97. Dorn, H. C. Anal. Chem. 1984, 56, 747A-58A.
98. Tallarek, U.; Bayer, E.; Guiochon, G. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1494-505.
99. Watanabe, N.; Niki, E. Proc. Jpn. Acad., Ser. B 1978, 54, 194-9.
100. Bayer, E.; Albert, K.; Nieder, M.; Grom, E.; Keller, T. J. Chromatogr. 1979, 186, 497-507.
101. Curran, S. A.; Williams, D. E. Appl. Spectrosc. 1987, 41, 1450-4.
102. Glass, T. E.; Dorn, H. C. J. Magn. Reson. 1983, 51, 527-30.
103. Haw, J. F.; Glass, T. E.; Dorn, H. C. J. Magn. Reson. 1982, 49, 22-31.
104. Griffiths, L. Magn. Reson. Chem. 1997, 35, 257-61.
105. Griffiths, L. Anal. Chem. 1995, 67, 4091-5.
106. Sudmeier, J. L.; Günther, U. L.; Albert, K.; Bachovchin, W. W. J. Magn. Reson., Ser. A 1996, 118, 145-56.
107. Bayer, E.; Albert, K.; Nieder, M.; Grom, E.; Wolff, G.; Rindlisbacher, M. Anal. Chem. 1982, 54, 1747-50.
108. Sidelmann, U. G.; Gavaghan, C.; Carless, H. A. J.; Spraul, M.; Hofmann, M.; Lindon, J. C.; Wilson, I. D.; Nicholson, J. K. Anal. Chem. 1995, 67, 4441-5.
109. Laude, D. A., Jr.; Lee, R. W.-K.; Wilkins, C. L.Anal. Chem. 1985, 57, 1464-9.
110. Smallcombe, S. H.; Patt, S. L.; Keifer, P. A. J. Magn. Reson. 1995, 117, 295-303.
111. Behnke, B.; Schlotterbeck, G.; Tallarek, U.; Strohschein, S.; Tseng, L.-H.; Keller, T.; Albert, K.; Bayer, E. Anal. Chem. 1996, 68, 1110-5.
112. Albert, K.; Schlotterbeck, G.; Tseng, L.-H.; Braumann, U. J. Chromatogr. A 1996, 750, 303-9.
113. Schlotterbeck, G.; Tseng, L.-H.; Händel, H.; Braumann, U.; Albert, K. Anal. Chem. 1997, 69, 1421-5.
114. Albert, K.; Braumann, U.; Tseng, L.-H.; Nicholson, G.; Bayer, E.; Spraul, M.; Hofmann, M.; Dowle, C.; Chippendale, M. Anal. Chem. 1994, 66, 3042-6.
115. Allen, L. A.; Glass, T. E.; Dorn, H. C. Anal. Chem. 1988, 60, 390-4.
116. Albert, K.; Braumann, U.; Streck, R.; Spraul, M.; Ecker, R. Fresenius' J. Anal. Chem. 1995, 352, 521-8.
117. Braumann, U.; Händel, H.; Albert, K.; Ecker, R.; Spraul, M. Anal. Chem. 1995, 67, 930-5.
118. Braumann, U.; Händel, H.; Strohschein, S.; Spraul, M.; Krack, G.; Ecker, R.; Albert, K. J. Chromatogr. A 1997, 767, 336-40.
119. Handbook of Capillary Electrophoresis; Landers, J. P., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1994.
120. Beale, S. C. Anal. Chem. 1998, 70, 279R-300R.
121. Jorgenson, J. W.; De Wit, J. Detection in Microcolumn Liquid Chromatography. In Detectors for Capillary Chromatography, Hill, H. H., McMinn, D. G., Eds.; Chemical Analysis: A Series of Monographs on Analytical Chemistry and Its Applications 121; John Wiley & Sons: New York, 1992.
122. Cruz, L. A.; Shippy, S. A.; Sweedler, J. V. Capillary Electrophoresis Detectors Based on Light. In High Performance Capillary Electrophoresis; Khaledi, M., Ed.; John Wiley & Sons: New York, 1998; pp 303-54.
123. Ohanian, H. C. Physics, 2nd ed.; W. W. Norton & Co.: New York, 1989; pp 753-5.
124. Huang, X.; Coleman, W. F.; Zare, R. N. J. Chromatogr. 1989, 480, 95-110.
125. Burgi, D. S.; Chien, R. L. Application and Limits of Sample Stacking in Capillary Electrophoesis. In Capillary Electrophoresis Guidebook: Principles, Operations, and Applications, Altria, K. D., Ed.; Humana Press: Totowa, NJ, 1997; pp 211-26.
126. Quirino, J. P.; Terabe, S. Science 1998, 282, 465-6.
127. Bales, J. R.; Sadler, P. J.; Nicholson, J. K.; Timbrell, J. A. Clin. Chem. 1984, 30, 1631-36.
128. Bales, J. R.; Nicholson, J. K.; Sadler, P. J. Clin. Chem. 1985, 31, 757-62.
129. Lawrence, B. A.; Poise, J.; DePina, A.; Allen, M. M.; Kolodny, N. H. Curr. Microbiol. 1997, 34, 280-3.
130. Heil, S. R.; Holz, M. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1996, 35, 1717-20.
131. Hinton, D. P.; Johnson, C. S. J. Colloid Interface Sci. 1995, 173, 364-71.
132. Wu, D.; Chen, A.; Johnson, C. S. J. Magn. Reson. A 1995, 115, 123-6.
133. Crego, A. L.; González, A.; Marina, M. L. Crit. Rev. Anal. Chem. 1996, 26, 261-304.
134. Colón, L. A.; Guo, Y.; Fermier, A. Anal. Chem. 1997, 70, 4461A-67A.
135. Robson, M. M.; Cikalo, M. G.; Myers, P.; Euerby, M. R.; Bartle, K. D. J. Microcolumn Sep. 1997, 9, 357-72.
136. Smith, N. W.; Evans, M. B. Chromatographia 1994, 38, 649-57.
137. Yan, C.; Rakestraw, D. J. Anal. Chem. 1995, 67, 2026-9.
138. Tan, Z. J.; Remcho, V. T. Electrophoresis 1998, 19, 2055-60.
139. Pullen, F. S.; Swanson, A. G.; Newman, M. J.; Richards, D. S. Rapid Commun. Mass Spectrom. 1995, 9, 1003-6.
140. Shockcor, J. P.; Unger, S. E.; Wilson, I. D.; Foxall, P. J. D.; Nicholson, J. K.; Lindon, J. C. Anal. Chem. 1996, 68, 4431-5.
141. Burton, K. I.; Everett, J. R.; Newman, M. J.; Pullen, F. S.; Richards, D. S.; Swanson, A. G. J. Pharm. Biomed. Anal. 1997, 15, 1903-12.
142. Dear, G. J.; Ayrton, J.; Plumb, R.; Sweatman, B. C.; Ismail, I. M.; Fraser, I. J.; Mutch, P. J. Rapid Commun. Mass Spectrom. 1998, 12, 2023-30.
143. Wright, A. C.; Neideen, T. A.; Magin, R. L.; Norcross, J. A. Rev. Sci. Instrum. 1998, 69, 3938-41.
144. Magin, R. L.; Webb, A. G.; Peck, T. L. IEEE Spectrum 1997, 34, 51-61.