Wat is nucleaire magnetische resonantie?

Alle magnetische kernen bezitten een eigenschap die nucleaire magnetische resonantie of NMR wordt genoemd, wanneer ze zich binnen een magnetisch veld bevinden en wanneer aan bepaalde andere omstandigheden wordt voldaan.Een reeks verschillende soorten technologie is ontwikkeld volgens deze principes.Deze omvatten verschillende soorten medische beeldvorming en spectroscopie.

Nucleaire magnetische resonantie hangt af van het feit dat wanneer een oscillerende elektromagnetische puls wordt toegepast op kernen binnen een magnetisch veld, individuele kernen energie absorberen en die energie vervolgens vrijgeven in specifieke patronen.Het patroon van energie -absorptie en afgifte hangt af van de sterkte van het magnetische veld evenals bepaalde andere variabelen.Door deze patronen te onderzoeken, kunnen natuurkundigen kwantummechanische eigenschappen van atoomkernen onderzoeken.Chemici kunnen NMR-technologie gebruiken om de chemische en structurele samenstelling van monsters te verkennen, en in de geneeskunde is nucleaire magnetische resonantietechnologie de basis van een vaak gebruikte type medische beeldvormingsapparatuur.

Alle NMR-technologie vertrouwt ook op een eigenschap die spin wordt genoemd.Bij het bepalen of een gegeven atoomkernen heeft gespeeld, wordt het aantal nucleonen in het atoom geteld.De nucleon is de collectieve naam die wordt gegeven aan protonen en neutronen.Als het aantal protonen en neutronen in een kern een oneven getal is, is de hoeveelheid spin die de kernen heeft groter dan nul.Van die kern wordt daarom gezegd dat het het eigendom van spin bezit.Analyse van een NMR -spectrum door een chemicus kan bijvoorbeeld informatie geven over de verschillende soorten chemicaliën die aanwezig zijn in een monster, evenals de structuur van de verschillende aanwezige moleculen.NMR -spectroscopie is bijvoorbeeld een belangrijke rol geweest bij het begrijpen van hoe nucleïnezuren en eiwitten zijn gestructureerd en geeft ook aanwijzingen over hoe deze moleculen functioneren.

De basis van nucleaire magnetische resonantiebeeldvorming vertrouwt op het feit dat de resonantiefrequentie van verschillende moleculen evenredig isop de sterkte van het magnetische veld dat op hen wordt toegepast.Wanneer een monster binnen een oscillerend magnetisch veld wordt geplaatst, variëren de resonantiefrequenties van de kernen in het monster afhankelijk van waar ze zich in dat veld bevinden.Deze variaties kunnen vervolgens worden gebruikt om een beeld van het monster zelf op te bouwen.

In de geneeskunde is deze techniek algemeen bekend als magnetische resonantie beeldvorming of MRI.Deze medische beeldvormingsapparatuur gebruikt magnetische velden om de waterstofatomen in water in water uit te lijnen.Omdat het menselijk lichaam een groot deel van het water bevat, produceert het uitlijnen van waterstofatomen op deze manier voldoende informatie om een beeld van de interne structuur van het lichaam op te bouwen.Het bezit van spin is een belangrijk concept in deze technologie.Dit komt omdat waterstofatomen, die spin hebben, anders reageren op magnetische velden, afhankelijk van welke andere soorten moleculen ze zijn gebonden, en zelfs de soorten moleculen waar ze dichtbij zijn geplaatst.

NMR -technologie heeft vele andere theoretische en praktische toepassingen.De aardolie- en aardgasindustrie gebruiken NMR -technologie om te helpen bij het verkennen van de gesteente van de aarde om afzettingen van deze brandstoffen te vinden.Een van de belangrijkste toepassingen van NMR -technologie bij het onderzoeken van monsters is dat het wordt gedaan zonder het monster te vernietigen.Dit betekent dat NMR -tests kunnen worden uitgevoerd op monsters die delicaat of gevaarlijk zijn met veel verminderd risico.