Wat Is Nuclear Magnetic Resonance?

Alle magnetische kernen bezitten een eigenschap nucleaire magnetische resonantie of NMR, wanneer ze binnen een magnetisch veld en wanneer bepaalde andere voorwaarden wordt voldaan. Een reeks van verschillende technologieën ontwikkeld volgens deze principes. Hieronder vallen verschillende soorten medische beeldvorming en spectroscopie.

Nucleaire magnetische resonantie berust op het feit dat wanneer een oscillerende elektromagnetische puls wordt toegevoerd aan kernen in een magnetisch veld, individuele kernen energie absorberen en daarna die energie vrij in specifieke vormen. Het patroon van energie opname en afgifte afhankelijk van de sterkte van het magnetisch veld en bepaalde andere variabelen. Door het onderzoeken van deze patronen, fysici zijn in staat om kwantummechanische eigenschappen van atoomkernen te onderzoeken. Apothekers kunnen NMR-technologie om de chemische en structurele samenstelling van de monsters te onderzoeken, en in de geneeskunde, nucleaire magnetische resonantie technologie is de basis van vaak gebruikte type medische beeldapparatuur.

Alle NMR-technologie baseert zich ook op een eigenschap genaamd draai. Bij het bepalen of een bepaalde atoomkernen heeft draaien, wordt het aantal nucleonen in het atoom geteld. Het nucleon is de verzamelnaam voor protonen en neutronen. Indien het aantal protonen en neutronen in een kern is een oneven getal, de hoeveelheid spin de kernen heeft groter dan nul. Die kern is dan ook gezegd dat het eigendom van spin bezitten. Elke kern die draai bezit kan worden onderzocht met behulp van NMR-technologie.

In nucleaire magnetische resonantie spectroscopie, een machine die een nucleaire magnetische resonantie spectrometer wordt gebruikt om informatie over het type, aantal en opstelling van kernen in een gegeven monster te verkrijgen. Analyse van een NMR-spectrum van een chemicus, bijvoorbeeld, kan informatie over de verschillende soorten chemicaliën aanwezig in een monster, alsmede de structuur van de verschillende aanwezige moleculen verschaffen. NMR spectroscopie is bijvoorbeeld behulpzaam geweest bij het begrijpen hoe nucleïnezuren en eiwitten zijn gestructureerd en ook aanwijzingen hoe deze moleculen werken.

De basis van nucleaire magnetische resonantie beeldvorming berust op het feit dat de resonantiefrequentie van verschillende moleculen is evenredig met de sterkte van het magnetisch veld dat wordt toegepast. Wanneer een monster wordt geplaatst in een oscillerend magnetisch veld, de resonantiefrequenties van de kernen in het monster variëren afhankelijk van waar zij zich binnen dat gebied. Deze variaties kunnen vervolgens worden gebruikt voor het opbouwen van een beeld van het monster zelf.

In de geneeskunde wordt deze techniek algemeen bekend als magnetische resonantie beeldvorming of MRI. Deze apparatuur voor medische beeldvorming maakt gebruik van magnetische velden om de waterstofatomen die aanwezig zijn in water af te stemmen. Omdat het menselijk lichaam bevat een grote hoeveelheid water, uitlijnen waterstofatomen deze manier levert voldoende informatie om zich een beeld van de interne structuur van het lichaam. Het bezit van rotatie is een belangrijk concept in deze technologie. Dit is omdat waterstofatomen, die rotatie hebben, verschillend reageren op een magnetisch veld wanneer andere soorten moleculen die zijn gebonden aan en zelfs de soorten moleculen ze dicht bij geplaatst.

NMR-technologie heeft vele andere theoretische en praktische toepassingen. De aardolie en aardgas industrieën gebruiken NMR-technologie om te helpen bij verkenning van de Eartha € ™ s rock tot deposito's van deze brandstoffen te lokaliseren. Eén van de belangrijkste toepassingen van NMR technologie onderzoeken monsters dat wordt gedaan zonder het monster te vernietigen. Dit betekent NMR testen kunnen uitgevoerd op monsters die delicate of gevaarlijk met veel minder risico zijn worden uitgevoerd.

  • Een MRI scanner.