三次元の HCCH-COSY と言っても、FID としての直接測定軸（x）を除いた y, z 軸がどれに当たるのかが問題です。今回は HCcH-COSY と hCCH-COSY をとってみました。小文字の箇所が検出をスキップする核種を示しています。４次元に拡張すると間接測定次元をどの 1H, 13C に当てるかという問題はなくなるのですが、やはりそれなりに感度が必要になってきます（次元が一つ増えるごとに感度がルート２に反比例して落ちる）。
ところが、Br 社のパルスプログラムでは、どの HCCH-COSY が上記の各々に当たるのかをすぐには見つけられません。パルス図を見て初めて、そうか HCcH-COSY が hcchcogp3d で hCCH-COSY が hcchcogp3d2 だとやっと分かります。プログラムの後ろの「２」は、新旧のバージョン番号を示しているのだと思っていましたが、そうではありませんでした。
日本では地震が多いため、最近は皆？ NUS で測定します（たとえ 100% sampling であったとしても）。地震で変になった箇所のデータを後から除けるためです。それに私は窒素やヘリウムを入れるスケジュールをすぐに忘れて測定をスタートしてしまうので、三次元測定の最中にやむなく測定を止めないといけない事もしばしばです。そのような時に NUS で測定していると、一応は途中までのデータを捨てずに有効活用することができます（もちろん感度は落ちますが）。また、重水素デカップリングをかけた実験の場合には、NUS にしないと autoshim との干渉が起きてしまい、翌朝にはロック信号が底辺をごそごそと蠢いているという事態を見ることになります。
さて測定が終わり、まずは hCCH-COSY (hcchcogp3d2) をプロセスすることにしました。ここで困ったことはパルスプログラムには aqseq 312 と書かれていることです。これは F3, F1, F2 の順にサンプリングすることを意味します。In0=Inf1/2 という表現から F1 には D0 インクリメントが対応しており、in10=inf2/2 という記述から F2 には D10 インクリメントが対応していることが分かります。FID での検出（F3）を Hi とすると、D0 が 13Cj に D10 が 13Ci に対応することもパルスプログラムで調べておきます。さて aqseq 312 ですので、NMRPipe の fid.com では y と z のカラムがひっくり返るはずなのです（と思い込んでいました）。しかし、実は NUS の場合にはきっとこれが起こらないのです。というのは、NUS では y と z のどちらを先にインクリメントするのかという概念がそもそも無くなるためです。それに nuslist でも y と z のインデックス番号のカラムをひっくり返してはいませんでした。しかし、それに気付かずに fid.com での y と z カラムをわざわざ交換してしまいました。普通でしたら間違いにすぐ気付くはずなのですが、この時は y, z ともに 13C 軸なので違いがすぐには分からないのです。
こうして、Hi を横軸に Cj を縦軸に二次元として表示すると、スライス軸は Ci になります。するとピークが Cj 次元軸に平行に点々と縦に並ぶはずです。実際には感度が悪くて並ばなかったので、ますます気付けなかったのですが。中には何故 Hi と Ci を二次元表示しないのかと不思議に思われる方もおられるかもしれません。感覚的にはその方が分かり易いかもしれません。４次元ではどの軸を後ろに持っていくかはさらに興味深い問題です。理屈よりも実際に試してみてその時の良し悪しを実感してみた方が面白いでしょう。将来は目の前の空間に球が浮かんだような感じの表示（ホログラム）になるので、今のような議論は消えるでしょう。ホログラムで四次元はどう表示するのかは問題ですが。
次に HCcH-COSY (hcchcogp3d) のプロセスです。これは更に悲惨でした。F1 が 1Hj に F2 が 13Cj と異なる核種に対応しているので、両軸をひっくり返してしまうという間違いはないのですが、F1 軸は TPPI-States に加えてちょっと特殊な位相回しが入っていました。パルスプログラムの下の方に calph(ph3, -90) という記述があります。これは D0 をインクリメントした時に ph3 を 90 度逆に回すことを意味します。せっかく TPPI-State で x から y に +90 度進めたのに何故また逆転させるのか？これは一種の TPPI 法に似た概念を利用していまして、TPPI-States を基本としながらも、さらに t1 インクリメントごとに観測座標を 1/4 回転だけ逆に回すのです。すると、磁化ベクトルがスペクトル幅の 1/4 だけ遅く回っているように見えるのです。これを FT する際にはスペクトルの中心をスペクトル幅の 1/4 だけあえて高磁場側に移します。HCCH-COSY ではアミド水素は観えませんので、4.7ppm から低磁場側はほとんど必要なくなるのです。その代わり環電流シフトを受けたメチル基なども検出するために高磁場側までスペクトル幅を広げる必要があります（ピークを折り返してやってもよいのですが、ややこしくなりますので）。
普通はこのような場合、周波数シフト fq を施して 4.7 から 3.0 ppm ぐらいに中心周波数を移せばよいのですが、何故 Br 社はあえてこのような奇妙な方法をとっているのでしょう？しかし、まあここまではよくあるパターンでした。ところが hcchcogp3d をよく見ると、d0=inf1/4 と書かれています。Br 社にしてはめずらしい。これは t1 の初期値を t1/2 に設定することによって、折り返しのピークを負に逆転させる方法です。昔はこれしか使わなかったのですが、もう最近はスペクトル幅を広くとって折り返しをあまり利用しないようになってきました。それで NMRPipe の位相を ph0=-90, ph1=180 に設定しました。Topspin では 90, -180 なので、これも記憶がごちゃごちゃになってしまう要因です。さらに echo-antiecho のプログラムによっては ph0=0 もあり得ます（足し算と引き算の結果のどちらを虚数側に選ぶかで変わってくる）。
ところがスペクトルを見てみると、かなり位相がずれているのです。そもそも NUS データに普通の FT を施して位相だけを観ようとするのですから悲惨です。めちゃめちゃな位相のピークが羅列しているのです。しかも軽水溶媒で測定したので、水のベースラインのうねりもかぶってきて、もうまるでゴミが一杯浮かんだ昔の荒れた大阪湾のような情景です。HCCH-COSY も普通の COSY のようにピークが桜模様になるんだっけ？と思いながら（そんなことはありません）ph0 = 0, 90, ph1=180, -180 さらに F2 の方が狂っているのかもと F2 も同様に変えると、その組み合わせだけで 16 通りです。この間違いに気付くには一晩を要したのですが、実はスペクトル中心を 1/4 だけずらしているので、ph0 も 1/4 だけずらさないといけなかったのです。何の 1/4 か？もちろん ph1=180 の 1/4 です。したがって、ph0= 90+180/4=135, ph1=180 が正しかったのです。NUS でなければ、マニュアルで位相補正した際に何気なく気付くのかもしれませんが、NUS データでは FT 後のデータは錯乱状態ですので、その中でかろうじてピークの姿を醸し出しているのを選んで位相調整することになります。もう二度目の間違いはごめんですので、ここに覚え書きしておいて次は参照することにします。
ところで４次元の NUS のプロセスについてですが、自分の PC で行うと２日経っても終わらず、さらに Word すらも重い状況になってしまいました。しかし、NMRBox を活用してから、その問題が一挙に解決しました。NMRBox は一種のクラウドで、無料で過去のさまざまな NMR ソフトを活用できます。先日もちょっと質問を送ったところ、翌日には回答が返ってきました。もう本当に「ありがとう！」です。おかげで４次元に躊躇しなくなりました。
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