ЯМР-томография

Развитие ЯМР-томографии обусловило появление потребности в магнитно-релаксационных метках. В настоящее время [c.504]

Изучение процессов старения полимеров наиболее эффективно при использовании метода ЯМР-томографии [22]. ЯМР-томография известна в основном из практики медицинской клинической диагностики однако в последние годы метод становится эффективным средством неразрушающего контроля в материаловедении, особенно при исследовании эластомеров. [c.270]

Методом ЯМР-томографии можно получить информацию о молекулярной подвижности в широком временном интервале путем комбинирования процедуры кодирования пространства с выбором фильтров намагниченности. В этом случае могут быть использованы любые участки на временной шкале молекулярных движений. В каждом интервале подвижность сегментов вносит доминирующий вклад во времена затухания сигнала или времена релаксации ЯМР. Эти времена релаксации (Ti, Т2, Tip, Ti ) меняются в зависимости от координаты (расстояния от центра до изучаемой точки по направлению к поверхности образцов). Время релаксации Tj, отражающее молекулярное движение, мало чувствительно к изменению сегментальной подвижности в процессе старения полимера, но различие в величинах Т2, Tip, Т2е для образцов после старения и без старения по мере движения в область замедленных молекулярных движений становится все более заметным. При проведении эксперимента слой материала на поверхности образца после старения моделируется с помощью полностью состаренного образца (24 ч при 180 °С), а внутренний слой образца - с помощью материала, не подвергавшегося старению [c.272]

Для того чтобы представить себе настоящие и будущие возможности использования ЯМР в биологии и медицине, любой интересующийся этими проблемами врач или биолог должен быть знаком хотя бы с основами явления ядерного магнитного резонанса. Однако большинство соответствующих пособий написано в расчете на физиков и физико-химиков, и вследствие обилия математических формул и специального языка малопригодно для врачей и биологов. В настоящее время появился уже целый ряд обзорных работ по применению ЯМР-томографии для исследования определенных участков тела и определенных заболеваний, но они имеют, в основном, медицинскую направленность и лишь вкратце касаются основных положений ЯМР, а вопросы спектроскопии в них не рассматриваются вообще. С другой стороны, хотя для читателей с естественно-физическим образованием относительно легко понять физические основы метода ЯМР, им часто не хватает знания биологических и медицинских аспектов проблемы. [c.5]

Другие применения ЯМР-томографии. .................190 [c.9]

Химический сдвиг в ЯМР-томографии..............191 [c.9]

Контрастные вещества в ЯМР-томографии. .........198 [c.9]

Первые эксперименты, в которых удалось наблюдать сигнал ядерного резонанса в конденсированных средах, были проведены в 1945 г. независимо Блохом и Парселлом [1.1, 1,2 ]. Следующим важным шагом было открытие химического сдвига - величины, которая характеризует электронное окружение рассматриваемого ядра. В металлах это явление (изменение резонансной частоты) впервые наблюдал Найт [1.3], а в жидкостях —Арнольд [1.4]. Это открытие оказало колоссальное влияние на развитие не только метода ядерного резонанса, но и других областей физики. Информация о частоте сигнала ЯМР дает возможность получить представление об электронном окружении ядра и о структуре химических соединений. На рис. 1.1 приведен спектр ЯМР на ядрах Н этанола [1.4 ], Этим спектром была открыта область исследований, известнаякак ЯМР высокого разрешения в жидкостях, К этой области относится подавляющее большинство всех экспериментов по ЯМР, проводимых в химии, биологии и медицине. Получение изображений с помощью ЯМР (ЯМР-томография) основано на этом явлении в жидкостях. Однако в данном случае химический сдвиг рассматривается как мешающий фактор, поэтому разрабатываются разнообразные методы, направленные на уменьшение различия в его значениях. Строго говоря, высокое разрешение может быть достигнуто лишь в жидкостях, но с помощью специальных экспериментальных методик может быть получена разнообразная полезная информация и для твердых тел. Недостатком этого метода является его низкая чувствительность. Этот недостаток частично был устранен введением Рихардом Эрнстом в 1966 г. [1,5 ] фурье-спектроскопии и появлением приборов со сверхпроводящим магнитом. Наибольшие успехи в применении метода ЯМР были достигнуты в исследованиях биологических макромолекул, что стало [c.12]

Принцип проведения ЯМР-эксперимента можно объяснить исходя из представлений об условии резонанса, а также о поперечной и продольной релаксации, что в свою очередь способствует разработке специального аппарата, используемого для описания эксперимента. Эти сведения достаточны также и для того, чтобы иметь возможность описания принципов ЯМР-томографии, пространственное разрешение которой определяется величиной градиентов магнитного поля, а разрешение по контрасту - различиями в значениях времен релаксации. ЯМР можно использовать также как аналитический метод, основываясь на том, что различные элементы и изотопы обладают различными резонансными частотами. Однако для успешного применения этого метода в химии и биохимии этой информации недостаточно. Только включение дополнительных физических взаимодействий, приводящих к расщеплению резонансных линий или к сдвигу соответствующих уровней энергии ядерного спина и соответствующих частот переходов, позволяет использовать ЯМР в качестве аналитического метода. В этом случае вместо одной резонансной линии для определенного изотопа получим в спектре несколько резонансных линий, положение которых в спектре связано со свойствами молекул. В дальнейшем обсудим основные типы указанных выше физических взаимодействий. [c.27]

У большинства биологически важных молекул неспаренные электроны отсутствуют. Однако при исследовании структуры молекул в определенные положения вводят стабильные радикалы или ионы редкоземельных элементов (спиновые метки) или же проводят замещение диамагнитных ионов, таких, например, как магний, на парамагнитные, такие, как марганец. Применение этих методик изложено в главе 2. Изменение значений времени релаксации за счет введения парамагнитных веществ составляет основу использования этих веществ в качестве контрастных средств в ЯМР-томографии (глава 4). [c.41]

Достижимая на практике напряженность магнитного поля зависит от размеров исследуемого образца, которые варьируются в широких пределах в ЯМР высокого разрешения диаметр образца варьируется от 0,5 до 2,5 см, а в ЯМР-томографии размеры исследуемого образца определяются размерами человеческого тела. Для образцов малых размеров типичное значение магнитного поля электромагнита - 2,5 Тл, а для больших - 0,3 Тл. Для современного уровня развития технологии напряженность поля сверхпроводящего магнита, предназначенного для исследования образца малого объема, достигает 14 Т, а для образцов большого объема - 4 Тл. [c.50]

За последнее десятилетие с помощью ЯМР-спектроскопии были получены значительные результаты при исследовании макромолекул, представляющих интерес для биологаи, и сегодня этот метод, пожалуй, наиболее часто используется в оригинальных биохимических работах. Возможности и успехи ЯМР-томографии в настоящее время столь убедительны, что она все более привлекает внимание со стороны медиков. Еще одна область, в которой потенциально возможно использование пространственно селективной спектроскопии ЯМР, - п-у1уо-спектроскопия - пока недостаточно развита и нуждается в дальнейших технических разработках. Однако и сейчас уже ясно, что возможности этой области ЯМР-спектроскопии чрезвычайно велики если удастся проводить исследование биомолекул в четко локализованном участке человеческого тела, т.е. осуществлять лабораторные медицинские исследования внутренних тканей, причем неинвазивно, то это, безусловно откроет новые перспективы в клинической диагностике. [c.5]

После появления в 1971 г. работы Поля Лаутербура [1.7] и Питера Мэнсфилда [1.8 ], посвященных изложению основ нового метода визуализации объектов (ЯМР-томографии), метод ЯМР начал использоваться в медицине. Можно ожидать, что ценность спектроскопических методов для медицинских приложений будет возрастать. [c.13]

ЯМР-эксперименту. На рис.1.18 схематически представлена конструкция сдучлектрометра, а на рис.1.19 - импульсного спектрометра. Конструкция ЯМР-томографа принципиально совпадает с конструкцией импульсного спектрометра. Далее подробно рассмотрим отдельные компоненты спектрометра и опишем принцип их действия. [c.49]

В с у-спектроскопии величина поля Во периодически модулируется, что позволяет наблюдать зависимость амплитуды сигнала ЯМР от времени. Эта зависимость от времени является условием реализации метода детектирования с помощью фазочувствительного детектора (см. рис.1.18). Однако для фурье-спектроскопии необходимость в этом отсутствует, так как здесь спад свободной индукции уже промодулирован во времени. Для ЯМР-томографии необходимо создавать дополнительные градиентные поля. Они создаются с помощью специальных градиентных катушек и воздействуют на исследуемый объект одновременно с постоянным магнитным полем. [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология