III. Anizotropie jaderných interakcí
Jaderné interakce s magnetickým polem jsou tedy obecně anizotropní a tudíž závislé na orientaci molekuly vzhledem ke směru vnějšího magnetického pole. Velmi rychlý molekulární pohyb a reorientace molekul v kapalném stavu však vede ke zprůměrování všech možných hodnot a tedy jediná měřitelná veličina je izotropní složka dané interakce např. izotropní chemický posun. Avšak už i malé peptidy, které jsou asociovány např. do fosfolipidické membrány jsou natolik imobilizované, že výsledné NMR spektrum obsahuje široké a často asymetrické signály. Tato šířka a asymetrie signálů je právě důsledkem anizotropního charakteru studovaných interakcí např. chemického posunu. Tato anizotropie chemického posunu může být popsána tenzorem druhého řádu, který může být reprezentován elipsoidem. Zde je uveden tenzor 15N NMR chemického posunu pro amidickou skupinu. Máme-li například orientovanou lipidickou dvouvrstvu se zabudovaným peptidem potom naměřená hodnota 15N NMR chemického posunu odpovídá orientaci NH vektoru vůči magnetickému poli. Horní spektrum odpovídá situaci, kdy NH vektor je kolmý ke směru vnějšího magnetického pole. Ve druhém případě je NH vektor paralelní se směrem magnetického pole. Obecně pak naměřená hodnota chemického posunu odpovídá průseku který vytvoří vektor magnetického pole a elipsoid chemického posunu. V neorientovaných systémech, kde jsou pravděpodobné všechny možné orientace naměříme tzv. práškové spektrum (spodní spektrum). Z něho je sice možné získat vlastní hodnoty tenzoru chemického posunu (velikost hlavních os) a vypočítat i izotropní chemický posun, ale v systémech kde je celá řada různých strukturních jednotek je výsledné spektrum nečitelné. A proto je nutné tuto anizotropii chemického posunu ze spektra odstranit.