1. Nähtuse olemus

   Esiteks tuleb märkida, et kuigi selle nähtuse nimes esineb sõna "tuuma", pole NMR-il tuumafüüsikaga ja radioaktiivsusega mingit pistmist. Kui me räägime rangest kirjeldusest, siis ei saa ilma kvantmehaanika seadusteta hakkama. Nende seaduste kohaselt võib magnetsüdamiku interaktsioonienergia välise magnetväljaga võtta vaid mõne diskreetse väärtuse. Kui magnettuumi kiiritatakse vahelduva magnetväljaga, mille sagedus vastab nende diskreetsete energiatasemete erinevusele, väljendatuna sagedusühikutes, siis hakkavad magnettuumad liikuma ühelt tasandilt teisele, neelates samal ajal vahelduva magnetvälja energiat. valdkonnas. See on magnetresonantsi nähtus. See seletus on vormiliselt õige, kuid mitte väga selge. On veel üks seletus, ilma kvantmehaanikata. Magnetsüdamikku võib pidada elektriliselt laetud kuuliks, mis pöörleb ümber oma telje (kuigi rangelt võttes see nii ei ole). Elektrodünaamika seaduste kohaselt põhjustab laengu pöörlemine magnetvälja, st tuuma magnetmomendi ilmnemist, mis on suunatud piki pöörlemistelge. Kui see magnetmoment asetada konstantsesse välisvälja, siis hakkab selle momendi vektor pretsesseerima, st pöörlema ​​ümber välisvälja suuna. Samamoodi pretsesseerib (pöörleb) pöörleva ratta telg vertikaali ümber, kui seda lahti kerida mitte rangelt vertikaalselt, vaid teatud nurga all. Sel juhul mängib magnetvälja rolli gravitatsioonijõud.

   Presessioonisageduse määravad nii tuuma omadused kui ka magnetvälja tugevus: mida tugevam väli, seda suurem on sagedus. Siis, kui tuumale mõjub lisaks konstantsele välisele magnetväljale ka vahelduv magnetväli, hakkab tuum selle väljaga suhtlema - see justkui kõigub tuuma tugevamalt, pretsessiooni amplituud suureneb ja tuum neelab vahelduva välja energiat. See juhtub aga ainult resonantsi tingimustes, st pretsessioonisageduse ja välise vahelduva välja sageduse kokkulangemisel. See näeb välja nagu klassikaline näide keskkooli füüsikast – sõdurid marssivad üle silla. Kui sammusagedus langeb kokku silla omasagedusega, siis sild kõigub aina rohkem. Eksperimentaalselt väljendub see nähtus vahelduva välja neeldumise sõltuvuses selle sagedusest. Resonantsi hetkel suureneb neeldumine järsult ja kõige lihtsam magnetresonantsspekter näeb välja selline:

   

2. Fourier spektroskoopia

   Esimesed NMR-spektromeetrid töötasid täpselt nii, nagu eespool kirjeldatud – proov asetati konstantsesse magnetvälja ja sellele rakendati pidevalt RF-kiirgust. Siis muutus sujuvalt kas vahelduva välja sagedus või konstantse magnetvälja intensiivsus. Vahelduvvälja energia neeldumine registreeriti raadiosagedusliku silla abil, mille signaal väljastati salvestisse või ostsilloskoobi. Kuid seda signaali registreerimise meetodit pole pikka aega kasutatud. Kaasaegsetes NMR-spektromeetrites registreeritakse spekter impulsside abil. Tuumade magnetmomendid ergastatakse lühikese võimsa impulsiga, mille järel registreeritakse signaal, mis indutseeritakse RF mähises vabalt pretsesseerivate magnetmomentide abil. See signaal väheneb järk-järgult nullini, kui magnetmomendid taastuvad tasakaalu (seda protsessi nimetatakse magnetiliseks lõõgastumiseks). NMR-spekter saadakse sellest signaalist, kasutades Fourier' teisendust. See on standardne matemaatiline protseduur, mis võimaldab mistahes signaali sagedusharmoonilisteks lagundada ja seeläbi saada selle signaali sagedusspektri. See spektri salvestamise meetod võimaldab teil oluliselt vähendada mürataset ja teha katseid palju kiiremini.

   

   Üks ergastusimpulss spektri salvestamiseks on lihtsaim NMR-katse. Selliseid impulsse, erineva kestuse, amplituudiga, nendevahelise erineva viivitusega jne, võib katses aga olla palju, olenevalt sellest, milliseid manipulatsioone uurijal tuumamagnetmomentide süsteemiga teha on vaja. Peaaegu kõik need impulsside jadad lõpevad aga sama asjaga – vaba pretsessioonisignaali salvestamisega, millele järgneb Fourier’ teisendus.

3. Magnetilised vastasmõjud aines

   Iseenesest jääks magnetresonants vaid huvitavaks füüsikaliseks nähtuseks, kui poleks tuumade omavahelisi magnetilisi vastastikmõjusid ja molekuli elektronkihiga. Need interaktsioonid mõjutavad resonantsi parameetreid ja nende abil saab TMR abil saada mitmesugust teavet molekulide omaduste kohta – nende orientatsiooni, ruumilise struktuuri (konformatsiooni), molekulidevahelise interaktsiooni, keemilise vahetuse, pöörlemise ja translatsiooni dünaamika kohta. Tänu sellele on NMR-st saanud väga võimas vahend ainete uurimiseks molekulaarsel tasemel, mida kasutatakse laialdaselt mitte ainult füüsikas, vaid peamiselt keemias ja molekulaarbioloogias. Ühe sellise interaktsiooni näide on niinimetatud keemiline nihe. Selle olemus on järgmine: molekuli elektronkiht reageerib välisele magnetväljale ja püüab seda sõeluda – osaline magnetvälja sõelumine toimub kõigis diamagnetilistes ainetes. See tähendab, et molekulis olev magnetväli erineb välisest magnetväljast väga vähesel määral, mida nimetatakse keemiliseks nihkeks. Samas on elektronkihi omadused molekuli erinevates osades erinevad ning erinev on ka keemiline nihe. Sellest tulenevalt erinevad ka tuumade resonantstingimused molekuli erinevates osades. See võimaldab spektris eristada keemiliselt mitteekvivalentseid tuumasid. Näiteks kui võtta puhta vee vesiniku tuumade (prootonite) spekter, siis on selles ainult üks rida, kuna mõlemad prootonid H 2 O molekulis on täpselt samad. Kuid metüülalkoholi CH 3 OH puhul on spektris juba kaks joont (kui muud magnetilised vastasmõjud on tähelepanuta jäetud), kuna prootoneid on kahte tüüpi - metüülrühma CH 3 prootonid ja hapnikuaatomiga seotud prooton. Molekulide keerukamaks muutudes joonte arv suureneb ja kui võtta nii suur ja keeruline molekul valguks, siis antud juhul näeb spekter välja umbes selline:

   

4. Magnetsüdamikud

   TMR-i saab jälgida erinevatel tuumadel, kuid tuleb öelda, et kõigil tuumadel pole magnetmomenti. Tihti juhtub, et mõnel isotoopil on magnetmoment, samas kui teistel sama tuuma isotoopidel mitte. Kokku on erinevate keemiliste elementide isotoobid, millel on magnettuumad, üle saja, kuid uuringutes ei kasutata tavaliselt üle 1520 magnettuuma, kõik muu on eksootiline. Igal tuumal on oma iseloomulik magnetvälja ja pretsessioonisageduse suhe, mida nimetatakse güromagnetiliseks suhteks. Kõikide tuumade puhul on need suhted teada. Neid kasutades saab valida sageduse, mille juures antud magnetvälja puhul uurijale vajalikku tuumade signaali vaadeldakse.

   NMR jaoks on kõige olulisemad tuumad prootonid. Neid leidub looduses kõige rohkem ja neil on väga kõrge tundlikkus. Keemia ja bioloogia jaoks on süsiniku, lämmastiku ja hapniku tuumad väga olulised, kuid teadlastel nendega eriti ei vedanud: enamlevinud süsiniku ja hapniku isotoobid 12 C ja 16 O ei oma magnetmomenti, lämmastiku isotoobil 14 N on hetk, kuid see on mitmel põhjusel katsete jaoks väga ebamugav. TMR katseteks sobivad 13 C, 15 N ja 17 O isotoobid, kuid nende loomulik arvukus on väga madal ja tundlikkus väga madal võrreldes prootonitega. Seetõttu valmistatakse NMR-uuringuteks sageli spetsiaalseid isotooprikastatud proove, milles ühe või teise tuuma looduslik isotoop asendatakse katseteks vajalikuga. Enamasti on see protseduur väga keeruline ja kulukas, kuid mõnikord on see ainus viis vajaliku teabe saamiseks.

5. Elektronide paramagnetiline ja kvadrupoolresonants

   NMR-ist rääkides ei saa mainimata jätta veel kaht seotud füüsikalist nähtust – elektronide paramagnetresonantsi (EPR) ja tuumakvadrupoolresonantsi (NQR). EPR on olemuselt sarnane NMR-ga, erinevus seisneb selles, et resonantsi ei täheldata mitte aatomituumade, vaid aatomi elektronkihi magnetmomentidel. EPR-i saab jälgida ainult nendes molekulides või keemilistes rühmades, mille elektronkiht sisaldab nn paarimata elektroni, siis on kestal nullist erinev magnetmoment. Selliseid aineid nimetatakse paramagnetiteks. EPR-i, nagu NMR-i, kasutatakse ka ainete erinevate struktuursete ja dünaamiliste omaduste uurimiseks molekulaarsel tasemel, kuid selle ulatus on palju kitsam. See on peamiselt tingitud asjaolust, et enamik molekule, eriti eluslooduses, ei sisalda paarituid elektrone. Mõnel juhul on võimalik kasutada nn paramagnetilist sondi ehk keemilist rühma, millel on paaritu elektron, mis seondub uuritava molekuliga. Kuid sellel lähenemisviisil on ilmsed puudused, mis piiravad selle meetodi võimalusi. Lisaks puudub EPR-is nii kõrge spektraalne eraldusvõime (st võime eristada spektris üht joont teisest) kui NMR-is.

   NQR-i olemust on kõige raskem seletada "sõrmede peal". Mõnel tuumal on nn elektriline kvadrupoolmoment. See moment iseloomustab tuuma elektrilaengu jaotuse kõrvalekallet sfäärilisest sümmeetriast. Selle hetke interaktsioon aine kristalse struktuuriga tekitatud elektrivälja gradiendiga viib tuuma energiatasemete lõhenemiseni. Sel juhul võib resonantsi jälgida sagedusel, mis vastab üleminekutele nende tasemete vahel. Erinevalt NMR-ist ja EPR-st ei vaja NQR välist magnetvälja, kuna taseme jagamine toimub ilma selleta. NQR-i kasutatakse ka ainete uurimiseks, kuid selle ulatus on veelgi kitsam kui EPR-il.

6. NMR eelised ja puudused

   

   NMR on kõige võimsam ja informatiivsem meetod molekulide uurimiseks. Rangelt võttes ei ole see üks meetod, vaid suur hulk erinevat tüüpi katseid, st impulsside järjestusi. Kuigi need kõik põhinevad NMR-nähtusel, on kõik need katsed mõeldud konkreetse konkreetse teabe saamiseks. Nende katsete arvu mõõdetakse kümnete, kui mitte sadadega. Teoreetiliselt suudab NMR, kui mitte kõike, siis peaaegu kõike, mida kõik teised eksperimentaalsed meetodid molekulide struktuuri ja dünaamika uurimiseks suudavad, kuigi praktikas pole see muidugi kaugeltki alati teostatav. NMR üks peamisi eeliseid on see, et ühelt poolt on selle looduslikud sondid ehk magnettuumad jaotunud kogu molekulis ning teisest küljest võimaldab see neid tuumasid üksteisest eristada ja saada. ruumiliselt selektiivsed andmed molekuli omaduste kohta. Peaaegu kõik muud meetodid annavad teavet, mis on keskmistatud kogu molekuli kohta või ainult selle ühe osa kohta.

   NMR-il on kaks peamist puudust. Esiteks on see madal tundlikkus võrreldes enamiku teiste katsemeetoditega (optiline spektroskoopia, fluorestsents, EPR jne). See toob kaasa asjaolu, et müra keskmistamiseks tuleb signaali pikka aega koguda. Mõnel juhul võib NMR-katset läbi viia isegi mitu nädalat. Teiseks on see selle kõrge hind. NMR-spektromeetrid kuuluvad kõige kallimate teaduslike instrumentide hulka, maksavad vähemalt sadu tuhandeid dollareid, kusjuures kõige kallimad spektromeetrid maksavad mitu miljonit. Mitte kõik laborid, eriti Venemaal, ei saa endale sellist teaduslikku varustust lubada.

7. Magnetid NMR spektromeetrite jaoks

   Spektromeetri üks olulisemaid ja kallimaid osi on magnet, mis tekitab pideva magnetvälja. Mida tugevam on väli, seda suurem on tundlikkus ja spektraalne eraldusvõime, mistõttu teadlased ja insenerid püüavad pidevalt saada võimalikult kõrgeid välju. Magnetvälja tekitab solenoidis olev elektrivool – mida tugevam on vool, seda suurem on väli. Voolu on aga võimatu lõputult suurendada, väga suure voolu korral hakkab solenoidjuhe lihtsalt sulama. Seetõttu on ülijuhtivaid magneteid, st magneteid, mille solenoidjuhe on ülijuhtivas olekus, kasutatud kõrge väljaga NMR spektromeetrite jaoks väga pikka aega. Sel juhul on traadi elektritakistus null ja ühegi vooluväärtuse juures energiat ei eraldu. Ülijuhtivus on saavutatav ainult väga madalatel temperatuuridel, vaid mõne Kelvini kraadi juures – see on vedela heeliumi temperatuur. (Kõrgetemperatuuriline ülijuhtivus on veel vaid puhtalt fundamentaaluuringute küsimus.) Just nii madala temperatuuri hoidmisega on ühendatud kõik tehnilised raskused magnetite projekteerimisel ja tootmisel, mis põhjustavad nende kõrget maksumust. Ülijuhtiv magnet on ehitatud termose matrjoška põhimõttel. Solenoid asub keskel, vaakumkambris. Seda ümbritseb vedelat heeliumi sisaldav kest. Seda kesta ümbritseb läbi vaakumkihi vedela lämmastiku kest. Vedela lämmastiku temperatuur on miinus 196 kraadi Celsiuse järgi, lämmastikku on vaja selleks, et heelium aurustuks võimalikult aeglaselt. Lõpuks eraldatakse lämmastiku kest toatemperatuurist välise vaakumkihiga. Selline süsteem suudab ülijuhtiva magneti soovitud temperatuuri säilitada väga pikka aega, kuigi selleks on vaja regulaarselt magnetisse valada vedelat lämmastikku ja heeliumi. Selliste magnetite eeliseks on lisaks võimele saada kõrgeid magnetvälju ka see, et nad ei tarbi energiat: pärast magneti käivitamist jookseb vool läbi ülijuhtivate juhtmete praktiliselt ilma kadudeta mitu aastat.

8. Tomograafia

   Tavalistes NMR spektromeetrites püütakse magnetvälja võimalikult ühtlaseks muuta, see on vajalik spektraalse lahutusvõime parandamiseks. Kui aga proovi sees olev magnetväli muudetakse väga ebahomogeenseks, avab see NMR-i kasutamiseks põhimõtteliselt uued võimalused. Välja ebahomogeensuse tekitavad nn gradientmähised, mis on paaris põhimagnetiga. Sel juhul on magnetvälja tugevus proovi erinevates osades erinev, mis tähendab, et NMR signaali saab jälgida mitte kogu proovist, nagu tavalises spektromeetris, vaid ainult selle kitsast kihist, on täidetud resonantsi tingimused, st soovitud magnetvälja ja sageduse suhe. Muutes magnetvälja suurust (või, mis on sisuliselt sama asi, signaali jälgimise sagedust), saate muuta signaali andvat kihti. Seega on võimalik proovi "skannida" kogu selle mahu ulatuses ja "näha" selle sisemist kolmemõõtmelist struktuuri ilma proovi mingilgi mehaanilisel viisil hävitamata. Tänaseks on välja töötatud suur hulk tehnikaid, mis võimaldavad mõõta erinevaid NMR-i parameetreid (spektrikarakteristikud, magnetrelaksatsiooniajad, isehajutuskiirus ja mõned teised) proovi sees ruumilise eraldusvõimega. Praktilisest aspektist kõige huvitavam ja olulisem oli NMR-tomograafia kasutamine meditsiinis. Sel juhul on uuritavaks "prooviks" inimkeha. NMR-kuvamine on üks tõhusamaid ja ohutumaid (aga ka kallimaid) diagnostikavahendeid erinevates meditsiinivaldkondades onkoloogiast sünnitusabini. Huvitav on märkida, et arstid ei kasuta selle meetodi nimetuses sõna "tuuma", kuna mõned patsiendid seostavad seda tuumareaktsioonide ja aatomipommiga.

9. Avastamise ajalugu

   

   NMR avastamise aastaks loetakse aastat 1945, mil ameeriklased Felix Bloch Stanfordist ja sõltumatult Edward Parcell ja Robert Pound Harvardist esimest korda jälgisid NMR signaali prootonitel. Selleks ajaks oli tuumamagnetismi olemusest juba palju teada, teoreetiliselt ennustati ka NMR-efekti ennast ning seda üritati korduvalt katseliselt jälgida. Oluline on märkida, et aasta varem avastas Nõukogude Liidus Kaasanis EPR fenomeni Jevgeni Zavoiski. Nüüdseks on hästi teada, et Zavoisky jälgis ka NMR signaali, see oli enne sõda, 1941. aastal. Tema käsutuses oli aga halva kvaliteediga magnet, mille välja ühtlus oli halb, tulemused olid halvasti reprodutseeritavad ja jäid seetõttu avaldamata. Ausalt öeldes tuleb märkida, et Zavoisky polnud ainus, kes jälgis NMR-i enne selle "ametlikku" avastamist. Eelkõige jälgis TMR-i 1930. aastate lõpus ka Ameerika füüsik Isidore Rabi (1944. aasta Nobeli preemia laureaat tuumade magnetiliste omaduste uurimise eest aatomi- ja molekulaarkiirtes), kuid pidas seda instrumentaalseks artefaktiks. Ühel või teisel viisil, kuid meie riik jääb magnetresonantsi eksperimentaalse tuvastamise prioriteediks. Kuigi Zavoisky ise hakkas varsti pärast sõda tegelema muude probleemidega, mängis tema avastus Kaasani teaduse arengus tohutut rolli. Kaasan on endiselt üks maailma juhtivaid EPR-spektroskoopia uurimiskeskusi.

10. Nobeli magnetresonantsi preemiad

    20. sajandi esimesel poolel anti mitu Nobeli preemiat teadlastele, kelle tööta poleks NMR avastamine saanud toimuda. Nende hulgas on Peter Szeeman, Otto Stern, Isidor Rabi, Wolfgang Pauli. Kuid neli Nobeli preemiat oli otseselt seotud NMR-ga. 1952. aastal said Felix Bloch ja Edward Purcell NMR-i avastamise auhinna. See on ainus "NMR" Nobeli füüsikaauhind. 1991. aastal võitis keemiaauhinna šveitslane Richard Ernst, kes töötas kuulsas ETH Zürichis. Ta pälvis selle mitmemõõtmelise TMR-spektroskoopia meetodite väljatöötamise eest, mis võimaldas radikaalselt suurendada NMR-katsete infosisaldust. 2002. aastal võitis preemia ka keemias Kurt Wüthrich, kes töötas koos Ernstiga samas tehnikumis naabermajades. Ta sai auhinna lahuses olevate valkude kolmemõõtmelise struktuuri määramise meetodite väljatöötamise eest. Enne seda oli ainus meetod, mis võimaldas määrata suurte biomakromolekulide ruumilist konformatsiooni, ainult röntgendifraktsioonianalüüs. Lõpuks, 2003. aastal said ameeriklane Paul Lauterbur ja inglane Peter Mansfield meditsiiniauhinna NMR-kuvamise leiutamise eest. EPRi nõukogude avastaja E.K. Zavoisky kahjuks Nobeli preemiat ei saanud.

Tuumamagnetresonants

Tuumamagnetresonants (NMR) - elektromagnetilise energia resonantsne neeldumine või emissioon nullist erineva spinniga tuumasid sisaldava aine poolt välises magnetväljas sagedusel ν (nimetatakse NMR sageduseks), mis on tingitud tuumade magnetmomentide ümberorienteerumisest. Tuumamagnetresonantsi fenomeni avastas 1938. aastal molekulaarkiirtes Isaac Raby, mille eest ta pälvis 1944. aasta Nobeli preemia. 1946. aastal saavutasid Felix Bloch ja Edward Mills Purcell vedelike ja tahkete ainete tuumamagnetresonantsi (1952. aasta Nobeli preemia). .

Molekuli erinevates keskkondades olevad samad aatomituumad näitavad erinevaid NMR signaale. Sellise TMR signaali erinevus standardaine signaalist võimaldab määrata nn keemilist nihet, mis on tingitud uuritava aine keemilisest struktuurist. NMR-tehnikates on palju võimalusi määrata ainete keemilist struktuuri, molekulide konformatsioone, vastastikuse mõju mõjusid ja molekulisiseseid transformatsioone.

Matemaatiline kirjeldus Tuuma magnetmoment mu=y*lgdel- jari spinn; y - konstantne riba Sagedus, mille juures NMR-i vaadeldakse

Tuumade keemiline polarisatsioon

Kui mõned keemilised reaktsioonid kulgevad magnetväljas, näitavad reaktsiooniproduktide NMR-spektrid kas anomaalselt suurt neeldumist või raadiokiirgust. See asjaolu näitab tuuma Zeemani tasemete mittetasakaalulist populatsiooni reaktsiooniproduktide molekulides. Madalama taseme ülerahvastatusega kaasneb ebanormaalne imendumine. Rahvastiku ümberpööramine (ülemine tase on rohkem asustatud kui alumine) toob kaasa raadiokiirguse. Seda nähtust nimetatakse tuumade keemiline polarisatsioon

NMR-is kasutatakse seda tuuma magnetiseerimise suurendamiseks Mõnede aatomituumade larmorsagedused

tuum	Larmori sagedus MHz-des 0,5 Tesla juures	Larmori sagedus MHz 1 Tesla juures	Larmori sagedus MHz-des 7,05 Tesla juures
1H( Vesinik)
²D( Deuteerium)
13 C ( Süsinik)
23 Na( Naatrium)
39 K ( Kaalium)

Prootonresonantsi sagedus on vahemikus lühikesed lained(lainepikkus umbes 7 m) .

NMR rakendamine

Spektroskoopia

NMR spektroskoopia

Seadmed

NMR-spektromeetri süda on võimas magnet. Purcelli algatatud katses asetati umbes 5 mm läbimõõduga klaasampulli pandud proov tugeva elektromagneti pooluste vahele. Seejärel hakkab ampull magnetvälja ühtluse parandamiseks pöörlema ​​ja sellele mõjuvat magnetvälja suurendatakse järk-järgult. Kiirgusallikana kasutatakse kvaliteetset RF generaatorit. Suureneva magnetvälja toimel hakkavad tuumad, millele spektromeeter on häälestatud, resoneerima. Sel juhul resoneerivad varjestatud tuumad sagedusega, mis on veidi madalam kui elektronkestadeta tuumad. Energia neeldumine salvestatakse RF-sillaga ja seejärel kaardisalvestiga. Sagedust suurendatakse, kuni see jõuab teatud piirini, millest kõrgemal on resonants võimatu.

Kuna sillalt tulevad hoovused on väga väikesed, ei piirdu need ühe spektri võtmisega, vaid teevad mitukümmend möödasõitu. Kõik vastuvõetud signaalid võetakse kokku lõplikul graafikul, mille kvaliteet sõltub instrumendi signaali-müra suhtest.

Selle meetodi puhul eksponeeritakse proovi konstantse sagedusega raadiosagedusliku kiirgusega, samal ajal kui magnetvälja tugevus muutub, mistõttu seda nimetatakse ka pidevkiirguse meetodiks (CW, continous wave).

Traditsioonilisel NMR-spektroskoopia meetodil on palju puudusi. Esiteks kulub iga spektri loomiseks palju aega. Teiseks on see väga valiv väliste häirete puudumise suhtes ja reeglina on saadud spektrites märkimisväärne müra. Kolmandaks ei sobi see kõrgsagedusspektromeetrite (300, 400, 500 ja enam MHz) loomiseks. Seetõttu kasutatakse tänapäevastes NMR-seadmetes nn impulssspektroskoopia (PW) meetodit, mis põhineb vastuvõetud signaali Fourier' teisendusel. Praegu on kõik NMR-spektromeetrid ehitatud võimsate konstantse magnetväljaga ülijuhtivate magnetite baasil.

Erinevalt CW-meetodist toimub impulssversioonis tuumade ergastamine mitte "konstantse lainega", vaid lühikese, mitme mikrosekundi pikkuse impulsi abil. Impulsi sageduskomponentide amplituudid vähenevad kauguse suurenedes ν 0-st. Kuid kuna on soovitav, et kõiki tuumasid kiiritataks võrdselt, on vaja kasutada "kõvasid impulsse", see tähendab lühikesi suure võimsusega impulsse. Impulsi kestus valitakse nii, et sagedusriba on ühe või kahe suurusjärgu võrra suurem kui spektri laius. Võimsus ulatub mitme tuhande vatini.

Impulssspektroskoopia tulemusena ei saada tavalist nähtavate resonantsipiikidega spektrit, vaid summutatud resonantsvõnkumiste kujutist, milles on segunenud kõik signaalid kõigist resonantsi tuumadest - nn vaba induktsiooni lagunemine (FID, tasuta induktsioon lagunemine). Selle spektri teisendamiseks kasutatakse matemaatilisi meetodeid, nn Fourier' teisendust, mille järgi saab mis tahes funktsiooni esitada harmooniliste võnkumiste hulga summana.

NMR spektrid

1 H 4-etoksübensaldehüüdi spekter. Nõrgas väljas (singlett ~9,25 ppm) aldehüüdrühma prootoni signaal, tugevas väljas (triplet ~1,85-2 ppm) - metüületoksürühma prootoni.

Kvalitatiivseks analüüsiks NMR abil kasutatakse spektraalanalüüsi, mis põhineb selle meetodi sellistel märkimisväärsetel omadustel:

teatud funktsionaalrühmadesse kuuluvate aatomite tuumade signaalid asuvad spektri rangelt määratletud piirkondades;

piigiga piiratud integraalpind on rangelt võrdeline resoneerivate aatomite arvuga;

1-4 sideme kaudu paiknevad tuumad on võimelised tootma multiplettsignaale nn. lõhenevad üksteise peale.

Signaali asukohta NMR-spektrites iseloomustab nende keemiline nihe võrdlussignaali suhtes. Viimasena 1H ja13C NMR puhul kasutatakse tetrametüülsilaani Si(CH3)4 (TMS). Keemilise nihke ühik on instrumendi sageduse osad miljoni kohta (ppm). Kui võtta TMS-signaal 0-ks ja lugeda signaali nihet nõrgale väljale positiivseks keemiliseks nihkeks, siis saame nn δ skaala. Kui tetrametüülsilaani resonants on võrdsustatud 10 ppm-ga ja pöörake märgid ümber, siis on tulemuseks skaala τ, mida praegu praktiliselt ei kasutata. Kui aine spekter on tõlgendamiseks liiga keeruline, saab kvantkeemiliste meetodite abil arvutada skriinimiskonstandid ja korreleerida nende põhjal signaale.

NMR introskoopia

Tuumamagnetresonantsi nähtust saab kasutada mitte ainult füüsikas ja keemias, vaid ka meditsiinis: inimkeha on kõigi samade orgaaniliste ja anorgaaniliste molekulide kombinatsioon.

Selle nähtuse jälgimiseks asetatakse objekt konstantsesse magnetvälja ja eksponeeritakse raadiosagedus- ja gradientmagnetväljadele. Uuritavat objekti ümbritsevas induktiivpoolis tekib vahelduv elektromotoorjõud (EMF), mille amplituud-sagedusspekter ja ajasiirde karakteristikud kannavad teavet resoneerivate aatomituumade ruumilise tiheduse, aga ka muude ainult spetsiifiliste parameetrite kohta. tuumamagnetresonantsi jaoks. Selle teabe arvutitöötlemisel moodustub kolmemõõtmeline kujutis, mis iseloomustab keemiliselt ekvivalentsete tuumade tihedust, tuumamagnetresonantsi relaksatsiooniaegu, vedeliku voolukiiruste jaotust, molekulide difusiooni ja ainevahetuse biokeemilisi protsesse eluskudedes.

NMR-introskoopia (või magnetresonantstomograafia) olemus seisneb tegelikult tuumamagnetresonantssignaali amplituudi erilise kvantitatiivse analüüsi rakendamises. Tavalises NMR-spektroskoopias on eesmärgiks saavutada spektrijoonte parim võimalik eraldusvõime. Selleks reguleeritakse magnetsüsteemid selliselt, et tekiks proovi sees parim võimalik välja ühtlus. NMR introskoopia meetodites luuakse magnetväli ilmselgelt ebahomogeenselt. Siis on põhjust eeldada, et tuumamagnetresonantsi sagedusel igas proovi punktis on oma väärtus, mis erineb teiste osade väärtustest. Määrates mis tahes koodi NMR signaali amplituudi gradatsioonide jaoks (heledus või värvus monitori ekraanil), on võimalik saada tingimuslik kujutis (tomogramm) objekti sisestruktuuri lõikudest.

NMR introskoopia, NMR tomograafia leiutas esmakordselt maailmas 1960. aastal V. A. Ivanov. Leiutise (meetodi ja seadme) taotlus jäi ebapädeva eksperdi poolt rahuldamata "... pakutud lahenduse näilise mõttetuse tõttu", mistõttu väljastati selle kohta autoriõiguse tunnistus alles enam kui 10 aasta pärast. Seega on ametlikult tunnustatud, et NMR-pildi autor ei ole allpool loetletud Nobeli preemia laureaatide meeskond, vaid Venemaa teadlane. Vaatamata sellele juriidilisele faktile ei antud MRT-tomograafia Nobeli preemiat sugugi V. A. Ivanov.

Tuumamagnetresonants (NMR) on kõige ohutum diagnostiline meetod

Aitäh

Sait pakub viiteteavet ainult informatiivsel eesmärgil. Haiguste diagnoosimine ja ravi peaks toimuma spetsialisti järelevalve all. Kõigil ravimitel on vastunäidustused. Vajalik on asjatundlik nõuanne!

Üldine informatsioon

Fenomen tuumamagnetresonants (NMR) avastas 1938. aastal rabi Isaac. Nähtus põhineb magnetiliste omaduste olemasolul aatomituumades. Alles 2003. aastal leiutati meetod selle nähtuse kasutamiseks meditsiinis diagnostilistel eesmärkidel. Leiutise eest said selle autorid Nobeli preemia. Spekroskoopias uuritav keha ( st patsiendi keha) asetatakse elektromagnetvälja ja kiiritatakse raadiolainetega. See on täiesti ohutu meetod erinevalt näiteks kompuutertomograafiast), millel on väga kõrge eraldusvõime ja tundlikkus.

Rakendus majanduses ja teaduses

1. Keemias ja füüsikas identifitseerida reaktsioonis osalevad ained ja reaktsioonide lõpptulemused,
2. Farmakoloogias ravimite tootmiseks
3. Põllumajanduses teravilja keemilise koostise ja külvivalmiduse määramiseks ( väga kasulik uute liikide aretamisel),
4. Meditsiinis - diagnostikaks. Väga informatiivne meetod lülisamba, eriti intervertebraalsete ketaste haiguste diagnoosimiseks. See võimaldab tuvastada isegi väikseimad plaadi terviklikkuse rikkumised. Tuvastab vähkkasvajaid tekke varases staadiumis.

Meetodi olemus

Tuumamagnetresonantsi meetod põhineb asjaolul, et hetkel, kui keha on spetsiaalselt häälestatud väga tugevas magnetväljas ( 10 000 korda tugevam kui meie planeedi magnetväli), moodustavad kõigis keharakkudes esinevad veemolekulid magnetvälja suunaga paralleelsed ahelad.

Kui välja suund järsku muutub, vabastab veemolekul osakese elektrist. Just need laengud salvestavad seadme andurid ja analüüsivad neid arvuti. Vastavalt vee kontsentratsiooni intensiivsusele rakkudes loob arvuti mudeli uuritavast elundist või kehaosast.

Väljundil on arstil monokroomne pilt, millel on väga detailselt näha elundi õhukesi lõike. Infosisu poolest ületab see meetod oluliselt kompuutertomograafiat. Mõnikord on uuritava organi kohta isegi rohkem üksikasju, kui on diagnoosimiseks vajalik.

Magnetresonantsspektroskoopia tüübid

• bioloogilised vedelikud,
• Siseorganid.

Tehnika võimaldab üksikasjalikult uurida kõiki inimkeha kudesid, sealhulgas vett. Mida rohkem vedelikku kudedes on, seda heledamad ja heledamad need pildil on. Luud, milles on vähe vett, on kujutatud tumedatena. Seetõttu on luuhaiguste diagnoosimisel kompuutertomograafia informatiivsem.

Mvõimaldab kontrollida vere liikumist läbi maksa ja aju kudede.

Tänapäeval kasutatakse seda nime meditsiinis laiemalt. MRI (Magnetresonantstomograafia ), kuna tuumareaktsiooni mainimine pealkirjas hirmutab patsiente.

Näidustused

1. ajuhaigused,
2. ajupiirkondade funktsioonide uuringud,
3. liigesehaigused,
4. lülisamba haigused,
5. Kõhuõõne siseorganite haigused,
6. Kuseteede ja reproduktiivsüsteemi haigused,
7. Mediastiinumi ja südamehaigused,
8. Vaskulaarsed haigused.

Vastunäidustused

Absoluutsed vastunäidustused:
1. südamestimulaator,
2. Elektroonilised või ferromagnetilised keskkõrvaproteesid,
3. Ilizarovi ferromagnetilised seadmed,
4. Suured metallist sisemised proteesid,
5. Ajuveresoonte hemostaatilised klambrid.

Suhtelised vastunäidustused:
1. närvisüsteemi stimulandid,
2. insuliinipumbad,
3. muud tüüpi sisekõrva proteesid,
4. südameklappide proteesid,
5. Hemostaatilised klambrid teistele organitele,
6. Rasedus ( pead küsima günekoloogi arvamust),
7. Südamepuudulikkus dekompensatsiooni staadiumis,
8. klaustrofoobia ( hirm suletud ruumi ees).

Õppetöö ettevalmistamine

Spetsiaalne ettevalmistus on vajalik ainult nendel patsientidel, kes lähevad siseorganite uuringule ( kuse- ja seedetrakt): Viis tundi enne protseduuri ei tohi süüa.
Kui uuritakse pead, soovitatakse õiglasel sugupoolel meik eemaldada, kuna kosmeetikas sisalduvad ained ( nt lauvärvides) võib tulemust mõjutada. Kõik metallist ehted tuleb eemaldada.
Mõnikord kontrollivad meditsiinitöötajad patsienti kaasaskantava metallidetektoriga.

Kuidas uuringut tehakse?

Enne uuringu algust täidab iga patsient küsimustiku, mis aitab tuvastada vastunäidustusi.

Seade on lai toru, millesse patsient asetatakse horisontaalasendisse. Patsient peab jääma täiesti paigale, muidu pole pilt piisavalt selge. Toru sees ei ole pime ja seal on sundventilatsioon, mistõttu on protseduuriks üsna mugavad tingimused. Mõned paigaldused tekitavad märgatavat suminat, seejärel pannakse uuritavale pähe müra summutavad kõrvaklapid.

Uuringu kestus võib olla 15 minutit kuni 60 minutit.
Mõnes meditsiinikeskuses on lubatud, et ruumis, kus uuring läbi viiakse, oleks koos patsiendiga tema sugulane või saatja ( kui sellel pole vastunäidustusi).

Mõnes meditsiinikeskuses manustab anestesioloog rahusteid. Sel juhul on protseduur palju kergemini talutav, eriti klaustrofoobia all kannatavatel patsientidel, väikelastel või patsientidel, kellel on mingil põhjusel raske liikumatuks jääda. Patsient langeb terapeutilise une seisundisse ning väljub sellest puhanuna ja erksana. Kasutatavad ravimid erituvad kiiresti organismist ja on patsiendile ohutud.

Uuringu tulemus on valmis 30 minuti jooksul peale protseduuri lõppu. Tulemus väljastatakse DVD, arstiaruande ja piltide kujul.

Kontrastaine kasutamine MRI-s

Enamasti toimub protseduur ilma kontrasti kasutamata. Mõnel juhul on see siiski vajalik veresoonte uurimiseks). Sel juhul infundeeritakse kontrastaine intravenoosselt kateetri abil. Protseduur sarnaneb mis tahes intravenoosse süstimisega. Seda tüüpi uuringute jaoks kasutatakse spetsiaalseid aineid - paramagnetid. Need on nõrgad magnetilised ained, mille osakesed, olles välises magnetväljas, on magnetiseeritud paralleelselt jõujoontega.

Kontrastaine kasutamise vastunäidustused:

• Rasedus,
• Varem tuvastatud kontrastaine komponentide individuaalne talumatus.

Veresoonte uurimine (magnetresonantsangiograafia)

Selle meetodi abil saate kontrollida nii vereringevõrgu seisundit kui ka vere liikumist veresoonte kaudu.
Hoolimata asjaolust, et meetod võimaldab veresooni "näha" ilma kontrastaineta, on selle kasutamisel pilt visuaalsem.
Spetsiaalsed 4-D installatsioonid võimaldavad jälgida vere liikumist peaaegu reaalajas.

Näidustused:

• kaasasündinud südamerikked,
• Aneurüsm, selle lahkamine,
• veresoonte stenoos,

ajuuuringud

See on ajuuuring, mis ei kasuta radioaktiivseid kiiri. Meetod võimaldab näha kolju luid, kuid täpsemalt saab uurida pehmeid kudesid. Suurepärane diagnostiline meetod neurokirurgias, aga ka neuroloogias. See võimaldab tuvastada krooniliste verevalumite ja põrutuste, insultide, aga ka kasvajate tagajärgi.
Tavaliselt on see ette nähtud teadmata etioloogiaga migreenilaadsete seisundite, teadvuse häirete, neoplasmide, hematoomide, koordinatsioonihäirete korral.

Aju MRI-ga uuritakse järgmist:

• kaela peamised veresooned,
• veresooned, mis toidavad aju
• ajukude,
• silmade orbiidid,
• aju sügavamad osad väikeaju, käbinääre, ajuripats, piklikud ja vahepealsed osakonnad).

Funktsionaalne NMR

See diagnoos põhineb asjaolul, et kui aktiveeritakse mõni teatud funktsiooni eest vastutav ajuosa, suureneb vereringe selles piirkonnas.
Uuritavale antakse erinevaid ülesandeid ning nende täitmise käigus fikseeritakse vereringe erinevates ajuosades. Katsete käigus saadud andmeid võrreldakse puhkeperioodil saadud tomogrammiga.

Lülisamba uurimine

See meetod sobib suurepäraselt närvilõpmete, lihaste, luuüdi ja sidemete ning lülidevaheliste ketaste uurimiseks. Kuid lülisamba luumurdude või luustruktuuride uurimise vajaduse korral on see mõnevõrra halvem kui kompuutertomograafia.

Uurida saab kogu selgroogu või ainult häirivat osa: emakakaela, rindkere, nimme-ristluu ja ka koksiuks eraldi. Niisiis saab emakakaela piirkonna uurimisel tuvastada veresoonte ja selgroolülide patoloogiaid, mis mõjutavad aju verevarustust.
Nimmepiirkonda uurides on võimalik tuvastada lülidevahelisi herniasid, luude ja kõhrede naelu, aga ka pigistatud närve.

Näidustused:

• Intervertebraalsete ketaste kuju muutused, sealhulgas herniatsioon,
• Selja ja lülisamba vigastused
• Osteokondroos, düstroofsed ja põletikulised protsessid luudes,
• Neoplasmid.

Seljaaju uurimine

See viiakse läbi samaaegselt selgroo uurimisega.

Näidustused:

• Seljaaju neoplasmide tõenäosus, fokaalne kahjustus,
• Seljaaju tserebrospinaalvedeliku õõnsuste täitumise kontrollimiseks,
• seljaaju tsüstid,
• Et kontrollida taastumist pärast operatsiooni,
• Seljaaju haiguste tõenäosusega.

Ühine uuring

See uurimismeetod on väga tõhus liigese moodustavate pehmete kudede seisundi uurimiseks.

Diagnoosimiseks kasutatakse:

• krooniline artriit,
• Kõõluste, lihaste ja sidemete vigastused ( kasutatakse eriti spordimeditsiinis),
• luumurrud,
• pehmete kudede ja luude neoplasmid,
• Muude diagnostiliste meetodite abil tuvastamata kahjustused.

Kehtib:

• Puusaliigeste uurimine osteomüeliidi, reieluupea nekroosi, stressimurru, septilise artriidi,
• Põlveliigeste uurimine pingemurdudega, mõne sisemise komponendi terviklikkuse rikkumine ( menisk, kõhr),
• Õlaliigese uurimine nihestuste, närvide muljumise, liigesekapsli rebendi korral,
• Randmeliigese uurimine stabiilsuse rikkumisel, hulgimurrud, kesknärvi kahjustus, sidemete kahjustus.

Temporomandibulaarse liigese uurimine

See on ette nähtud liigese funktsiooni rikkumise põhjuste kindlaksmääramiseks. See uuring paljastab kõige täielikumalt kõhre ja lihaste seisundi, võimaldab tuvastada nihestused. Seda kasutatakse ka enne ortodontilisi või ortopeedilisi operatsioone.

Näidustused:

• Alalõualuu liikuvuse kaotus
• Klõpsud avamisel - suu sulgemisel,
• Valu templis avamisel - suu sulgemisel,
• Valu närimislihaste sondeerimisel,
• Valu kaela ja pea lihastes.

Kõhuõõne siseorganite uurimine

Pankrease ja maksa uurimine on ette nähtud:

• mitteinfektsioosne kollatõbi,
• Maksa neoplasmi, degeneratsiooni, abstsessi, tsüstide tõenäosus koos tsirroosiga,
• Kontrollina ravikuuri üle
• Traumaatiliste luumurdude korral
• Kivid sapipõies või sapiteedes
• mis tahes vormis pankreatiit,
• Neoplasmide tekkimise tõenäosus
• Parenhüümi isheemia.

Meetod võimaldab tuvastada pankrease tsüstid, uurida sapiteede seisundit. Selguvad kõik moodustised, mis ummistavad kanaleid.

Neerutest on näidustatud:

• Neoplasmi kahtlus
• Neerude lähedal asuvate elundite ja kudede haigused,
• Kuseelundite moodustumise häirete tõenäosus,
• Ekskretoorse urograafia teostamise võimatuse korral.

Enne siseorganite uurimist tuumamagnetresonantsi meetodil on vaja läbi viia ultraheliuuring.

Reproduktiivsüsteemi haiguste uurimine

Vaagnapiirkonna uuringud on ette nähtud:

• Emaka, põie, eesnäärme kasvajate tõenäosus,
• vigastus,
• Väikese vaagna neoplasmid metastaaside tuvastamiseks,
• Valu ristluu piirkonnas,
• vesikuliit,
• Lümfisõlmede seisundi uurimine.

Eesnäärmevähi korral on see uuring ette nähtud neoplasmi leviku tuvastamiseks lähedalasuvatele organitele.

Tund enne uuringut on ebasoovitav urineerida, kuna pilt on informatiivsem, kui põis on mõnevõrra täis.

Uuringud raseduse ajal

Hoolimata asjaolust, et see uurimismeetod on palju ohutum kui röntgenikiirgus või kompuutertomograafia, ei ole selle kasutamine raseduse esimesel trimestril rangelt lubatud.
Nende meetodite teisel ja kolmandal trimestril on meetod ette nähtud ainult tervislikel põhjustel. Protseduuri ohtlikkus raseda kehale seisneb selles, et protseduuri käigus kuumutatakse mõningaid kudesid, mis võivad põhjustada soovimatuid muutusi loote kujunemises.
Kuid kontrastaine kasutamine raseduse ajal on rangelt keelatud igal rasedusperioodil.

Ettevaatusabinõud

1. Mõned NMR-paigaldised on ehitatud suletud toru kujul. Inimesed, kes kannatavad suletud ruumide hirmu all, võivad saada rünnaku. Seetõttu on parem eelnevalt küsida, kuidas protseduur kulgeb. Seal on avatud installatsioonid. Need on röntgeniruumiga sarnased ruumid, kuid sellised paigaldused on haruldased.

2. Ruumi, kus seade asub, on keelatud siseneda metallesemete ja elektroonikaseadmetega ( nt kellad, ehted, võtmed), kuna võimsas elektromagnetväljas võivad elektroonikaseadmed rikki minna ja väikesed metallesemed paiskuvad laiali. Samal ajal saadakse mitte täiesti õigeid uuringuandmeid.

Enne kasutamist peate konsulteerima spetsialistiga.

Artikli sisu

MAGNETRESONTSS, raadiosagedusliku kiirguse resonantsne (selektiivne) neeldumine teatud aatomiosakeste poolt, mis on paigutatud konstantsesse magnetvälja. Enamik elementaarosakesi, nagu ka tipud, pöörlevad ümber oma telje. Kui osakesel on elektrilaeng, siis selle pöörlemisel tekib magnetväli, s.t. see käitub nagu pisike magnet. Kui see magnet interakteerub välise magnetväljaga, ilmnevad nähtused, mis võimaldavad saada teavet tuumade, aatomite või molekulide kohta, mis sisaldavad seda elementaarosakest. Magnetresonantsmeetod on universaalne uurimisvahend, mida kasutatakse sellistes erinevates teadusvaldkondades nagu bioloogia, keemia, geoloogia ja füüsika. Magnetresonantse on kahte peamist tüüpi: elektronide paramagnetresonants ja tuumamagnetresonants.

Elektronide paramagnetiline resonants (EPR).

Tuumamagnetresonants (NMR).

NMR-i avastasid 1946. aastal Ameerika füüsikud E. Purcell ja F. Bloch. Üksteisest sõltumatult töötades leidsid nad mõnede aatomite, näiteks vesiniku ja süsiniku ühe isotoobi tuumade enda pöörlemiste magnetväljade resonantsi "häälestuse". Kui selliseid tuumasid sisaldav proov asetada tugevasse magnetvälja, "reastuvad" nende tuumamomendid nagu rauaviilud püsimagneti läheduses. Seda üldist orientatsiooni võib RF-signaal häirida. Kui signaal on välja lülitatud, naasevad tuumamomendid oma algsesse olekusse ja sellise taastumise kiirus sõltub nende energiaolekust, ümbritsevate tuumade tüübist ja paljudest muudest teguritest. Üleminekuga kaasneb raadiosagedusliku signaali väljastamine. Signaal saadetakse arvutisse, mis seda töötleb. Sel viisil (NMR-i kompuutertomograafia meetod) saab pilte saada. (Kui välist magnetvälja muuta väikeste sammude kaupa, saavutatakse kolmemõõtmelise kujutise efekt.) NMR-meetod annab pildil erinevate pehmete kudede kõrge kontrasti, mis on äärmiselt oluline haigete rakkude tuvastamiseks taustal. tervetest. NMR-tomograafiat peetakse ohutumaks kui röntgenikiirgust, kuna see ei põhjusta hävimist ega kudede ärritust.

tuumamagnetresonantsspektromeetria

NMR on kõige võimsam ja informatiivsem meetod molekulide uurimiseks. Rangelt võttes ei ole see üks meetod, vaid suur hulk erinevat tüüpi katseid, st impulsside järjestusi. Kuigi need kõik põhinevad NMR-nähtusel, on kõik need katsed mõeldud konkreetse konkreetse teabe saamiseks. Nende katsete arvu mõõdetakse kümnete, kui mitte sadadega. Teoreetiliselt suudab NMR, kui mitte kõike, siis peaaegu kõike, mida kõik teised eksperimentaalsed meetodid molekulide struktuuri ja dünaamika uurimiseks suudavad, kuigi praktikas pole see muidugi kaugeltki alati teostatav. NMR üks peamisi eeliseid on see, et ühelt poolt on selle looduslikud sondid ehk magnettuumad jaotunud kogu molekulis ning teisest küljest võimaldab see neid tuumasid üksteisest eristada ja saada. ruumiliselt selektiivsed andmed molekuli omaduste kohta. Peaaegu kõik muud meetodid annavad teavet, mis on keskmistatud kogu molekuli kohta või ainult selle ühe osa kohta.

NMR-il on kaks peamist puudust. Esiteks on see madal tundlikkus võrreldes enamiku teiste katsemeetoditega (optiline spektroskoopia, fluorestsents, EPR jne). See toob kaasa asjaolu, et müra keskmistamiseks tuleb signaali pikka aega koguda. Mõnel juhul võib NMR-katset läbi viia isegi mitu nädalat. Teiseks on see selle kõrge hind. NMR-spektromeetrid kuuluvad kõige kallimate teadusinstrumentide hulka, makstes vähemalt sadu tuhandeid dollareid, ja kõige kallimad spektromeetrid maksavad mitu miljonit. Mitte kõik laborid, eriti Venemaal, ei saa endale sellist teaduslikku varustust lubada.

NMR rakendamine

NMR-spektroskoopia rakendamine. NMR-spektroskoopia viitab mittepurustavatele analüüsimeetoditele. Kaasaegne impulss-TMR Fourier spektroskoopia võimaldab analüüsida 80 magnettuuma. NMR-spektroskoopia on üks peamisi füüsikalis-keemilisi analüüsimeetodeid, mille andmeid kasutatakse nii keemiliste reaktsioonide vaheproduktide kui ka sihtsaaduste ühemõtteliseks tuvastamiseks. Lisaks struktuuriülesannetele ja kvantitatiivsele analüüsile annab NMR-spektroskoopia teavet konformatsioonitasakaalu, aatomite ja molekulide difusiooni kohta tahketes ainetes, sisemiste liikumiste, vesiniksidemete ja assotsieerumise kohta vedelikes, tautomeeria, metallide ja prototroopia, polümeeriahelate lülide järjestuse ja jaotuse, ioonkristallide, vedelkristallide jne elektrooniline struktuur. TMR-spektroskoopia on teabeallikas biopolümeeride, sealhulgas lahustes leiduvate valgu molekulide struktuuri kohta, mis on usaldusväärsuselt võrreldav röntgenanalüüsi andmetega. 80ndatel. alustas spektroskoopia ja NMR-tomograafia meetodite kiiret kasutuselevõttu meditsiinis komplekshaiguste diagnoosimisel ja elanikkonna profülaktilisel arstlikul läbivaatusel. NMR spektrite joonte arv ja asukoht iseloomustavad üheselt kõiki toornafta, sünteetiliste kummide, plastide, kiltkivide, söe, ravimite, ravimite, kemikaalide ja farmaatsiatoodete jne fraktsioone. Vee või õli NMR joone intensiivsus ja laius võimalik suure täpsusega mõõta niiskuse- ja õlisisaldust, seemnete säilivust. Veesignaalidest lahtihäälestamisel on võimalik fikseerida iga teravilja gluteenisisaldus, mis võimaldab sarnaselt õlisisalduse analüüsiga kiirendada põllukultuuride valimist. kultuurid. Üha tugevamate magnetväljade kasutamine (kuni 14 T jadaseadmetes ja kuni 19 T eksperimentaalsetes seadistustes) võimaldab täielikult määrata valgu molekulide struktuuri lahustes, analüüsida bioloogilisi vedelikke (endogeensete metaboliitide kontsentratsioonid veres). , uriin, lümf, tserebrospinaalvedelik) , uute polümeersete materjalide kvaliteedikontroll. Sel juhul kasutatakse arvukalt mitmekvantiliste ja mitmemõõtmeliste Fourier spektroskoopiliste tehnikate variante.