Ядерний магнітний резонанс

“Щоб проникнути в таємниці природи, вченим потрібні потужні засоби, – писав лауреат Нобелівської премії Ріхард Ернст. – Ядерний магнітний резонанс (ЯМР) виявився одним з найбільш інформативних наукових інструментів. Він знайшов застосування майже у всіх областях науки – від фізики твердого тіла до матеріалознавства… і навіть в психології, допомагаючи зрозуміти, як працює людський мозок “.

Якщо в атомному ядрі хоча б один нейтрон або протон не має пари, то ядро ​​поводиться як крихітний магніт. При накладенні зовнішнього магнітного поля на нього діє сила, яка змушує ядро ​​прецессировать подібно обертається юлє. Різницю потенційних енергій взаємодії “ядерного магнітика” з полем в різних спінових станах можна збільшити, посилюючи зовнішнє магнітне поле. При накладенні на це статичне магнітне поле сигналу на підходящої радіочастоті стимулюються переходи між спіновими станами, в результаті яких спини якихось ядер перевертаються, і вони виявляються на більш високих енергетичних рівнях. При виключенні радіосигналу ці ядра релаксують, повертаються назад в основний стан з переорієнтацією спина, випускаючи радіосигнал на резонансній частоті. Ці ЯМР-сигнали дають інформацію не тільки про даний ядрі – вони залежать і від його хімічного оточення (а саме від того, в яку молекулу входить даний атом. – Прим. Пер.) Тим самим дослідження методом ЯМР можуть надати безцінну інформацію на молекулярному рівні.

Вперше ЯМР був описаний в 1937 р Исидором Рабі. У 1945 р Фелікс Блох, Едвард Перселл і їхні колеги вдосконалили метод. У 1966 р Ріхард Ернст знайшов спосіб збільшення його чутливості за допомогою Фур’є-спектроскопії, придумавши, як використовувати короткі радіочастотні імпульси для отримання спектра сигналів ЯМР як функції частоти. У 1971 р лікар Реймонд Дамадьян показав, що спінова релаксація ядер водню у воді різна для нормальних і злоякісних клітин, – так була відкрита можливість застосування ЯМР для ранньої діагностики раку. На початку 1980-х рр. цей метод стали використовувати для дослідження м’яких тканин тіла, де також містяться ядра звичайного водню.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 4.00 out of 5)

Ядерний магнітний резонанс