Co to jest rezonans magnetyczny jądrowy?

Wszystkie jądra magnetyczne mają właściwość zwaną jądrową rezonans magnetyczny lub NMR, gdy znajdują się w polu magnetycznym i gdy spełnione są inne warunki. Według tych zasad opracowano szereg różnych rodzajów technologii. Obejmują one różne rodzaje obrazowania medycznego i spektroskopii.

Nuklearne rezonans magnetyczny opiera się na fakcie, że gdy oscylujący impuls elektromagnetyczny jest stosowany do jąder w polu magnetycznym, indywidualne jądra pochłaniają energię, a następnie uwalnia tę energię w określonych wzorach. Wzór absorpcji i uwalniania energii zależy od siły pola magnetycznego, a także niektórych innych zmiennych. Badając te wzorce, fizycy są w stanie zbadać kwantowe właściwości mechaniczne jąder atomowych. Chemicy mogą wykorzystać technologię NMR do zbadania składu chemicznego i strukturalnego próbek, aw medycynie technologia rezonansu magnetycznego jądrowego jest podstawą często używanego rodzaju sprzętu medycznego obrazowaniament.

Wszystkie technologie NMR opiera się również na właściwości o nazwie spin . Podczas ustalania, czy dane jądra atomowe ma spin, liczba nukleonów w atomie jest liczona. Nucleon to zbiorowa nazwa nadana protonom i neutronom. Jeśli liczba protonów i neutronów w jądrze jest liczbą nieparzystą, ilość spinu, jakie ma jądra, jest większa niż zero. Mówi się zatem, że jądro ma właściwość spinu. Wszelkie jądro, które ma spin można zbadać za pomocą technologii NMR.

W spektroskopii jądrowej rezonansu magnetycznego maszyna o nazwie jądrowa spektrometr rezonansu magnetycznego służy do uzyskania informacji o rodzaju, liczbie i rozmieszczeniu jąder w danej próbce. Na przykład analiza widma NMR przez chemika może dostarczyć informacji o różnych rodzajach chemikaliów obecnych w próbce, a także o strukturze różnych molekuLes obecny. Na przykład spektroskopia NMR przyczyniła się do zrozumienia, w jaki sposób kwasy nukleinowe i białka są ustrukturyzowane, a także zapewnia wskazówki, jak działają te cząsteczki.

Podstawą obrazowania jądrowego rezonansu magnetycznego opiera się na fakcie, że częstotliwość rezonansu różnych cząsteczek jest proporcjonalna do wytrzymałości pola magnetycznego, które jest do nich stosowane. Gdy próbka jest umieszczona w oscylującym polu magnetycznym, częstotliwości rezonansowe jąder w próbce różnią się w zależności od tego, gdzie znajdują się w tym polu. Te odmiany można następnie wykorzystać do zbudowania obrazu samej próbki.

W medycynie ta technika jest powszechnie znana jako obrazowanie rezonansu magnetycznego lub MRI. Ten sprzęt do obrazowania medycznego wykorzystuje pola magnetyczne do wyrównania atomów wodoru obecnych w wodzie. Ponieważ ludzkie ciało zawiera dużą część wody, wyrównanie atomów wodoru w ten sposób wytwarza wystarczającą ilość informacji, aby zbudować obrazWewnętrzna struktura ciała. Posiadanie spinu jest ważną koncepcją w tej technologii. Wynika to z faktu, że atomy wodoru, które mają spin, reagują inaczej na pola magnetyczne, w zależności od innych rodzajów cząsteczek, z którymi są związane, a nawet rodzaje cząsteczek, do których są umieszczone.

Technologia

NMR ma wiele innych zastosowań teoretycznych i praktycznych. Przemysł ropy naftowej i gazu ziemnego wykorzystuje technologię NMR, aby pomóc w eksploracji skały ziemskiej w celu zlokalizowania depozytów tych paliw. Jednym z najważniejszych zastosowań technologii NMR w badaniu próbek jest to, że odbywa się to bez niszczenia próbki. Oznacza to, że testy NMR można przeprowadzić na próbkach, które są delikatne lub niebezpieczne z znacznie zmniejszonym ryzykiem.