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你或你认识的人有核磁共振,体检,你躺在一个封闭的气缸,扫描你的身体的一部分。结果是一个微观图像,帮助医生决定如何对待你。
你可能不知道的是,磁共振成像,或磁共振成像,是基于一个叫做核磁共振分析技术,或核磁共振。
注意MRI,熟悉版本的技术,不包括“核”这个词吗?医生缩短这个词因为“核”倾向于报警人进入封闭的气缸被扫描。不过放心,核磁共振成像和核磁共振都没有与核武器或放射性物质。核仅仅是指原子的原子核。
用于研究应用,核磁共振技术的发展超过60年前,瓦里安的同事在硅谷,现在安捷伦的一部分。188bet博金宝官方网站多年来不断完善,核磁共振的应用程序让我们获得物理和化学信息基于原子核的共振频率在给定的样本。
通过核磁共振,我们可以观察到分子和任何形式的物质。它们可以是液体,晶体或粉末。他们不需要可溶性做在其他类型的分析。最重要的是,我们可以观察到非破坏性的方式。即样本仍然完好无损深造(可重要研究生物体)。
一个值得注意的技术
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1948年,瓦里安成立于加州的硅谷有六个员工和22000美元的资本。瓦里安最早的两个产品是一个仪器,测量陀螺磁比某些原子。这种效果后来称为核磁共振。
2010年,瓦里安被安捷伦科技公司收购。188bet博金宝官方网站现在其核磁共振解决方案的一部分,安捷伦的研究生命科学组的产品部门。188bet博金宝官方网站 多年来,六个诺贝尔奖被授予在核磁共振MRI:科学家们为他们的工作
- 1943年物理学:奥托·斯特恩(美国)
- 1944年物理学:依拉比(美国)
- 1952年物理学:费利克斯·布洛赫和爱德华·珀塞尔(美国)
- 1991年化学:理查德·恩斯特(瑞士)
- 2002年化学:库尔特·伍斯里奇(瑞士)
- 2003生理学或医学奖:Paul Lauterbur(美国)和彼得•曼斯菲尔德(英国)
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这是基本的!有超过100个元素同位素的原子核与磁活跃。暴露于磁铁字段时,他们的反应明显。原子核的能级会改变磁场的强度成比例。有合适的设备,我们可以观察到从一个能级跃迁到另一个地方。 一些元素原子核,很容易观察到的使用核磁共振。对于研究人员来说,幸运的是,这些元素包括氢、碳、氮、氧、氟和phosphorous-the所有生活的基石。他们占99%的所有人类,动物和植物。
图1:元素周期表上的元素
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100多个核核磁共振活跃。最常见的测量
包括氢、碳、氮、氧、氟、磷。 |
核磁共振光谱法这是一个简化的一个核磁共振系统的示意图。这两个黄色圆柱体代表一个大磁铁(有的高达45吨重)和南北两极。研究人员将测试样品插入到磁铁,然后创建一个小磁场垂直于大磁铁。他们控制较小的磁场通过电脑控制台与样品和记录发生了什么。
图2:核磁共振示意图
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核磁共振在原子核时发生
某些原子都沉浸在一个静态磁场
和第二个振荡磁场。 |
这是另一个视图的一个核磁共振系统。在右边,我们有大的磁铁(在某些情况下比成人高的人)。最右侧是一个探测器,它包含一个小样本(半毫升)插入到磁铁。左边的是核磁共振控制台,创建并控制第二,较小的磁场。看到更多的细节核磁共振是如何工作的。
图3:核磁共振谱仪
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研究人员使用探针插入测试样品超导磁铁的中心。电脑控制台生成射频脉冲激发样品的核自旋离正常的热平衡状态。看到更多的细节核磁共振是如何工作的。 |
核磁共振的应用程序与其他技术,核磁共振的研究都可以应用到化学小分子和生物大分子。核磁共振的灵活性使我们能够分析固体,液体,液晶甚至纳米材料。我们甚至可以分析湿软的材料,如凝胶,树脂或组织样本,很难与其他技术分析。这一切与很少或没有样品准备了昂贵和耗时方面当使用其他技术。
在生物核磁共振,该技术可以确定蛋白质和核酸的结构复杂的分子药物研发等领域。核磁共振是唯一的技术允许我们执行这个分析在一个活的有机体。因此,它也被运用于学术和医药研究。大多数,如果不是全部,化学、生物化学和医学院校使用核磁共振光谱法。
大部分的蛋白质在人体受膜,这使得他们很难研究,即使核磁共振。核磁共振应用于生物固体目前主要局限于学术界可能成为普遍的应用程序变得更容易使用。
全方位的核磁共振应用程序包括以下: 制药
药品生产企业使用核磁共振光谱学测量产品的成分,并验证他们做出正确的化合物。有时压缩药物成药丸形式的行为变化的稳定性或治疗效果。唯一的方法来确定这是通过分析避孕药使用核磁共振。核磁共振是适合连续流实时分析过程。
能源
提供连续、实时反馈NMR很有用烃监控过程流的炼油厂和其他燃料生产设施。
高分子科学
技术人员使用核磁共振光谱学分析聚合物的生产,如塑料和润滑剂、核磁共振的宽动态范围和能力函数在温度变化很大的环境中是有利的。
结构生物学
学术实验室使用核磁共振光谱学分析大分子如蛋白质和核酸疾病研究和药物发现。核磁共振和x射线衍射的主要工具是决定生物分子的结构,这些结构是如何交互的。例如,研究人员可以确定一种酶的三维结构,然后让它的化合物库寻找变化。
结构基因组学
结合下一代测序,核磁共振的主流方法确定特定基因编码的蛋白质的三维结构。因为一个蛋白质的功能在很大程度上取决于它是如何折叠,这种类型的实验是经常用于识别潜在的药物靶点。
代谢组学
这是代谢产物的研究,每一个植物和动物的细胞所产生的化学物质。代谢物快照的研究人员在给定bio-sample代谢物,如血液或尿液——理解疾病和健康的机制,并寻找新的疗法。核磁共振可以同时识别所有代谢物和是非侵入性研究它们。与信息学软件从安捷伦,研究人员甚至可以把数据从基因组学和蛋白质188bet博金宝官方网站组学等其他学科整体理解生物系统。
食品科学
核磁共振分析混合物的能力有助于确定食品及其原料的组成和条件。是一批使用菜籽油太老了吗?大容量的宠物食品生产规格内?核磁共振光谱学可以回答这些和其他食品相关问题在连续实时的基础上。
取证
核磁共振可以确定非法药物的起源或假冒药品基于他们的作文。这些信息可以帮助识别分销渠道和处理材料。因为过程很简单,一个技术人员平均专长可以持续生产满足法庭要求的证据。
环境
做了一个浮油来源于海底生产平台或从一艘船,如果是这样,哪一个?因为核磁共振是一个高度量化技术,调查人员用它来回答许多环境问题。
材料科学
当油漆变干,做固体改变?科学家们用核磁共振评估许多类型的固体化学、催化剂、电影、涂料和纳米材料。研究人员用它来developf新材料,制造商使用它来控制质量。
合成化学
结合质谱、核磁共振分子的合成是必不可少的。这就是科学家确切知道他们;以及他们如何判断一个反应是否完成。
临床/诊断
诊所使用核磁共振进行诊断测试的数量。例如,他们使用核磁共振确定糖尿病和心血管疾病代谢标记。 中档NMR市场
中档NMR被定义为400 - 600 MHz,覆盖无数液体应用在学术、制药、食品和化工行业。通常,中档系统可以在共享设施服务范围的应用程序。
学术和政府
大多数核磁共振用户在学术机构或政府研究实验室工作。上述应用程序覆盖整个范围,跨度从教学方法的发展。
制药行业
核磁共振是经常发现在制药公司工作流程,特别是在药物发现,药物开发和ADME以及制造业。
食品行业
核磁共振是一种强大的工具来解决食品质量,起源和纯度由于其强度的定量和鉴定样本,更不用说最小的样品制备。核磁共振定量的独一无二的能力没有标准覆盖广泛的样本。
化学工业
核磁共振仪器分析和生产化学物质和材料,如聚合物。应用范围从纯度确认结构的确认。
2013年11月
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