Avainero – ESR vs NMR vs MRI
Spektroskopia on kvantifiointitekniikka, jota käytetään orgaanisten yhdisteiden analysointiin ja niiden rakenteen selvittämiseen ja yhdisteen karakterisointiin sen ominaisuuksien perusteella. Se tutkii, kuinka säteily hajoaa osuessaan pintaan ja on vuorovaikutuksessa aineen kanssa. Spekroskooppisessa tekniikassa käytetty säteilytyyppi voi vaihdella näkyvästä valosta sähkömagneettiseen säteilyyn. Spekroskooppinen analyysi voi myös vaihdella. Riippuen ainetyypistä, jonka kanssa säteily on vuorovaikutuksessa, voi olla kaksi päätekniikkaa – ESR ja NMR. Electron Spin Resonance -spektroskopia (ESR) tunnistaa elektronien pyörimisnopeudet molekyylissä ja ydinmagneettinen resonanssispektroskopia (NMR) käyttää ydinsirontaperiaatetta altistuessaan säteilylle. Magneettiresonanssikuvaus (MRI) on NMR:n muoto ja kuvantamistekniikka, jota käytetään elinten ja solujen rakenteiden ja muodojen määrittämiseen käyttämällä säteilyn voimakkuutta. Tämä on avainero ESR:n, NMR:n ja MRI:n välillä.
Mikä on ESR?
Electron Spin Resonance (ESR) -spektroskopia perustuu ensisijaisesti mikroa altosäteilyn siroamiseen, kun se altistuu parittoman elektronin kanssa voimakkaassa magneettikentässä. Näin ollen elimet tai solut, jotka sisältävät parittomia, erittäin reaktiivisia elektroneja, kuten vapaita radikaaleja, voidaan havaita tällä menetelmällä. Siksi tämä tekniikka tarjoaa hyödyllistä ja rakenteellista tietoa molekyyleistä, ja sitä voidaan käyttää analyysimenetelmänä molekyylien, kiteiden, ligandien rakennetietojen päättelemiseksi elektronien kuljetuksessa ja kemiallisissa reaktioprosesseissa.
Kuva 01: ESR-spektrometri
ESR:ssä, kun molekyyli joutuu magneettikenttään, molekyylin energia jakautuu eri energiatasoiksi ja kun molekyylissä oleva pariton elektroni absorboi säteilyn energiaa, elektroni alkaa pyöriä, ja nämä pyörivät elektronit ovat heikosti vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Absorptiosignaalit mitataan näiden elektronien käyttäytymisen selvittämiseksi.
Mikä on NMR?
Ydinmagneettinen resonanssi (NMR) -spektroskopia on yksi biokemian ja radiobiologian laajimmin käytetyistä tekniikoista. Tässä prosessissa varautuneet ytimet ovat molekyylin kohdemateriaalia, ja sen viritys säteilylle altistuessaan mitataan magneettikentässä. Absorboituneen säteilyn taajuus muodostaa spektrin, ja tietyn molekyylin tai elimen kvantifiointi ja rakenneanalyysi voidaan suorittaa.
Kuva 02: NMR-spektri
Useimmissa NMR-ilmaisuissa käytetty säteily on gammasäteilyä, koska se on korkeaenergistä ionisoimatonta säteilyä. Ytimen pyöriminen magneettikentässä johtaa kahteen spin-tilaan: positiiviseen spiniin ja negatiiviseen spiniin. Positiivinen spin synnyttää magneettikentän, joka on vastakkainen ulkoisen magneettikentän kanssa, kun taas negatiivinen spin synnyttää magneettikentän ulkoisen magneettikentän suuntaan. Tätä vastaava energiarako absorboi ulkoista säteilyä ja johtaa spektriin.
Mikä on MRI?
Magnetic Resonance Imaging (MRI) on NMR:n muoto, jossa absorboituneen säteilyn voimakkuutta käytetään kuvien luomiseen elimistä ja solurakenteista. Tämä on ei-invasiivinen tekniikka, eikä se käytä haitallista säteilyä havaitsemiseen. Magneettikuvauksen saamiseksi potilasta pidetään magneettikammiossa ja sitä hoidetaan etukäteen laskimonsisäisillä varjoaineilla, jotta kuva saadaan selkeästi.
Kuva 03: MRI
Mitä yhtäläisyyksiä ESR-NMR:n ja MRI:n välillä on?
- ESR, NMR ja MRI käyttävät magneettikenttää.
- Kaikissa kolmessa tekniikassa aineen sironta tapahtuu säteilyn avulla; näkyvä valo tai sähkömagneettinen säteily.
- Kaikki ovat ei-invasiivisia tekniikoita.
- Kaikki kolme tekniikkaa perustuvat aineen virittymiseen magneettikentässä.
- Näitä tekniikoita käytetään elinten ja solujen diagnostiikassa ja rakenneanalyysissä.
Mitä eroa ESR-NMR:n ja MRI:n välillä on?
ESR NMR vs MRI |
|
| Määritelmä | |
| ESR | Electron Spin Resonance (ESR) -spektroskopia on tekniikka, joka käyttää resonanssissa olevan parittoman elektronin pyörimistä ja tuottaa spektrin, joka perustuu säteilyn absorptioon. |
| NMR | Ydinmagneettinen resonanssi (NMR) -spektroskopia on resonanssi, joka syntyy, kun varautunut ydin asetetaan magneettikenttään ja "pyyhkäisee" radiotaajuuden, joka saa ytimet "kääntämään". Tämä taajuus mitataan spektrin muodostamiseksi. |
| MRI | Magnetic Resonance Imaging (MRI) on NMR:n sovellus, jossa säteilyn voimakkuutta käytetään kuvien ottamiseen kehon elimistä. |
| Säteilytyyppi | |
| ESR | ESR käyttää enimmäkseen mikroa altouunia. |
| NMR | NMR käyttää radioa altoja. |
| MRI | MRI käyttää sähkömagneettista säteilyä, kuten gammasäteitä. |
| Aineen tyyppi kohdistettu | |
| EST | EST kohdistuu parittomia elektroneja, vapaita radikaaleja. |
| NMR | NMR kohdistuu varautuneisiin ytimiin. |
| MRI | MRI kohdistuu varautuneisiin ytimiin. |
| Tuloste luotu | |
| EST | ESR luo absorptiospektrin. |
| NMR | NMR tuottaa myös absorptiospektrin. |
| MRI | MRI tuottaa kuvia elimistä, soluista. |
Yhteenveto – ESR vs NMR vs MRI
Spektroskooppisia tekniikoita käytetään laaj alti molekyylien, yhdisteiden, solujen ja elinten biokemiallisessa analyysissä, erityisesti uusien solujen ja pahanlaatuisten solujen havaitsemisessa kehossa ja siten niiden fysikaalisten ominaisuuksien karakterisoinnissa. Siten kolme tekniikkaa; ESR, NMR ja MRI ovat erittäin tärkeitä, koska ne ovat ei-invasiivisia spektroskooppisia tekniikoita, joita käytetään biomolekyylien kvalitatiiviseen ja kvantitatiiviseen tulkintaan. Suurin ero ESR NMR:n ja MRI:n välillä on niiden käyttämän säteilyn tyyppi ja kohdeainetyyppi.
Lataa PDF-versio ESR vs NMR vs MRI
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Ero ESR:n, NMR:n ja MRI:n välillä.
