Hva er Nuclear Magnetic Resonance?

July 20  by Eliza

Alle magnetiske kjerner besitter en egenskap kalt kjernemagnetisk resonans, eller NMR, når de er innenfor et magnetfelt, og når visse andre vilkår er oppfylt. Et utvalg av ulike typer teknologi er utviklet i henhold til disse prinsippene. Disse omfatter ulike typer medisinsk avbildning og spektroskopi.

Kjernemagnetisk resonans er avhengig av det faktum at når et oscillerende elektromagnetisk puls påtrykkes kjernene i et magnetisk felt, individuelle kjerner absorbere energi og slipper at energi i bestemte mønstre. Mønsteret av energiabsorpsjon og frigjøring avhenger av styrken til det magnetiske feltet, så vel som visse andre variabler. Ved å undersøke disse mønstrene, fysikere er i stand til å undersøke kvantemekaniske egenskaper av atomkjerner. Kjemikere kan bruke NMR-teknologi for å utforske de kjemiske og strukturelle sammensetning av prøvene, og i medisin, er grunnlaget for en ofte brukt type medisinsk avbildningsutstyr kjernemagnetisk resonans-teknologi.

All NMR-teknologi er også avhengig av en egenskap som kalles spinn. Når man skal avgjøre om en gitt atomkjernene har spinn, telles antall nukleoner i atomet. Den nukleon er samlenavnet gitt til protoner og nøytroner. Hvis antallet protoner og nøytroner i en kjerne er et oddetall, er mengden av spinn i kjernene har er større enn null. At kjernen er derfor sies å besitte eiendom spinn. Enhver kjerne som besitter spinn kan bli undersøkt ved hjelp av NMR-teknologi.

I kjernemagnetisk resonans spektroskopi, en maskin som kalles en kjernemagnetisk resonans spektrometer brukes for å skaffe informasjon om type, antall og plassering av kjerner innenfor en gitt prøve. Analyse av et NMR-spektrum av en kjemiker, for eksempel, kan gi informasjon om de forskjellige typer av kjemikalier er tilstede i en prøve, så vel som strukturen av de forskjellige molekyler som er tilstede. NMR-spektroskopi har, for eksempel, vært medvirkende i å forstå hvordan nukleinsyrer og proteiner er strukturert og gir også hint på hvordan disse molekylene fungere.

Grunnlaget for kjernemagnetisk resonans er avhengig av det faktum at resonansfrekvensen av forskjellige molekyler er proporsjonal med styrken av det magnetiske feltet som blir påført på dem. Når en prøve blir plassert i et oscillerende magnetfelt, varierer resonansfrekvensene for de kjerner i prøven, avhengig av hvor de befinner seg innenfor dette feltet. Disse variasjonene kan deretter brukes til å bygge opp et bilde av prøven i seg selv.

I medisin, er denne teknikken kjent som magnetic resonance imaging, eller MR. Denne medisinsk bildeutstyr bruker magnetiske felt for å justere hydrogenatomer som finnes i vann. Siden det menneskelige legeme inneholder en stor andel av vann, samkjøre hydrogenatomer på denne måten frembringer tilstrekkelig informasjon til å bygge opp et bilde av den interne struktur av kroppen. Besittelse av spinn er et viktig begrep i denne teknologien. Dette er fordi hydrogenatomer, som har spinn, reagerer forskjellig på magnetiske felt avhengig av hva andre typer molekyler de er bundet til, og selv de typer molekyler de er plassert nær.

NMR-teknologien har mange andre teoretiske og praktiske anvendelser. Petroleums- og naturgassindustri bruker NMR-teknologi til hjelp i utforskning av Eartha € ™ s stein for å finne forekomster av disse drivstoffene. En av de mest betydningsfulle anvendelser av NMR-teknologi i undersøke prøver er at det er mulig uten å ødelegge prøven. Dette betyr NMR-tester kan utføres på prøver som er skjøre eller farlig med sterkt redusert risiko.

  • En magnetisk resonans imaging skanner.