El experimento Tocsy permite identificar protones pertenecientes a un mismo sistema de acoplamiento. A diferencia de lo que sucede con el experimento Cosy, en el Tocsy un protón puede presentar correlaciones con otros protones que no estén directamente acoplados con el primero. Ello es posible debido a la transferencia de la magnetización del protón inicial a todo su sistema de acoplamiento. La extensión de la propagación de la magnetización depende entre otros factores de la longitud del tiempo de mezcla (mix o d9 según el equipo), en el caso de peptidos este parámetro suele ser de unos 70 ms, observándose correlaciones a 5-6 enlaces.

El experimento tocsy1d proporciona la misma información que el 2D, sin necesidad de efectuar la transformada de Fourier de 2D. La secuencia del tocsy1d se inicia con un pulso selectivo de 90º/270º situado en la frecuencia de la señal que se desea perturbar. Este pulso es seguido de un tiempo de espera fijo, relacionado con el valor de las constantes de acoplamiento HH (1/J_HH) y a continuación se aplica el campo de spinlock durante el tiempo de mezcla (d9).

Por lo general la utilización de los experimentos de 2D es más ventajosa, ya que es posible la determinación de los sistemas de acoplamiento en un único experimento. En el modo 1D deberían realizar series de experimentos, siendo necesario ajustar en cada ocasión los parámetros del pulso con forma (gaussiano) para obtener la selectividad adecuada. No obstante, la utilización del tocsy1d puede resultar ventajosa en algunos casos, tales como: estudio de la estructura fina de multipletes solapados con otras señales y diferenciación de sistemas de acoplamiento similares.

En nuestro caso se ha utilizado el estradiol para ilustrar algunas de las posibilidades de este experimento. Inicialmente se efectuó la irradiación de la señal con desplazamiento químico de 4.5 ppm, asignada al OH de la posición 17 del Estradiol. En el experimento de Tocsy-2D este protón presenta correlaciones con las señales de los protones H17, H16, H16', H15, H15' y H14, tal como se puede ver en el mapa de contorno y en la correspondiente traza.

En la siguiente figura se muestran los resultados obtenidos al aplicar el pulso con forma en la señal de 4.5 ppm (parte izquierda) y en la de 1.9 ppm (parte derecha). En el espectro A se puede comprobar la efectividad del pulso con forma en la excitación de la señal del hidroxilo a 4.5 ppm. Los espectros B y C corresponden a un experimento de tocsy 1D (sec selmlzf) utilizando un pulso con forma de 90 o de 270 grados. El espectro D corresponde a un experimento de tocsy 1d con gradientes (sec selmlgp). En todos los casos la anchura de excitación prevista es de 20 Hz y el tiempo de mezcla de 70 ms. Debido a la separación  existente entre la señal del hidroxilo 17 y el resto de las señales en este experimento no hay ningún problema de selectividad. La limitación principal del experimento de tocsy1d viene impuesta por la selectividad que se puede obtener (que será función del tipo de pulso con forma utilizado y de su duración /potencia). Así cuando se efectúa el experimento sobre la señal situada a 1.9 ppm, disponer de una buena selectividad en la excitación es primordial, de otro modo quedarían afectadas las señales próximas obteniéndose una información confusa.

En los de espectros G, H e I se pueden ver los resultados del experimento de tocsy1d con  gradientes al efectuar la excitación en la señal situada a 1.9 ppm. Los distintos espectros difieren en la anchura de la zona de excitación obtenida con el pulso con forma. Así se puede apreciar que con una anchura de excitación de 37 Hz resultan afectadas de modo significativo las señales próximas. Al reducir la anchura de excitación a 20  y 12.5 Hz sólo se afecta la señal de 1.9 ppm, quedando inalteradas el resto de las señales (en este caso las señales de correlación son similares a las obtenidas en el experimento de 2D). En las pruebas realizadas el limite de selectividad del experimento estaba sobre los 12 Hz.

Mediante el experimento tocsy se obtiene la misma información que el experimento equivalente de 2D. No obstante, la mayor resolución alcanzable por el hecho de tratarse de un experimento de 1D permite obtener una nueva información y le da otras utilidades. Así  es posible observar con mayor claridad la separación entre señales de correlación.

Una de las posibilidades que puede resultar de más utilidad consiste en la facilidad para de obtener multipletes (con su correspondiente estructura fina) libres de solapamiento con otras señales. Para ello basta con que las señales solapadas pertenezcan a dos sistemas de acoplamiento diferentes. En algunos casos también será posible separar señales que pertenezcan a un mismo sistema de acoplamiento, mediante el ajuste cuidadoso del tiempo de mezcla.

En la gráfica anterior se muestra como en el experimento tocsy1d (irradiando la señal del hidroxilo 17) es posible obtener el multiplete del protón 15' que en el espectro de 1D standard estaba fuertemente solapado con otros protones del compuesto (protones 8 y 7) De este modo es posible medir las constantes de acoplamiento del doble doblete, del mismo modo sucede con otros sistemas.  En el caso de que se pretenda analizar la estructura fina de las señales, es recomendable adquirir los espectros con giro o con la mejor forma de línea posible. Si el experimento se efectúa con la muestra girando se obtienen mejores resultados con la secuencia convencional sin gradientes. La secuencia con gradientes proporciona una mejor supresión de los artefactos y permite un mejor ajuste de la fase, pero los resultados se degradan de un modo significativo al girar la muestra.

En la Unidad de RMN este experimento se puede realizar en los equipos que pueden dar pulsos con forma (equipos de campo igual o superior a 500 MHz). En la actualidad se disponen de condiciones ajustadas en el Bruker 600 y próximamente en el Varian 500. En el caso de que algún usuario desee realizar estos experimentos o bien quiera ampliar la información puede dirigirse al personal de la Unidad.