zpět na obsahnásledující kapitola

JADERNÁ MAGNETICKÁ REZONANCE

Jaderná magnetická rezonance, nukleární magnetická rezonance, NMR - tři nejpoužívanější výrazy pro spektrální metodu využívající magnetických vlastností atomových jader některých izotopů. V roce 1945 byly poprvé pozorovány signály jader vodíku ve vodě a v parafinu, v padesátých letech se objevují první sériově vyráběné NMR spektrometry. Měřena byla sice většinou pouze jádra vodíku, protony, ale získané informace se ukázaly být nesmírně cennými při určování struktury sloučenin, především organických. První 13C NMR spektra byla popsána v roce 1957. Širokopásmový dekaplink vodíků se objevil v roce 1965. Od té doby se NMR spektroskopie velmi rychle rozvíjela a stala se nezbytnou součástí strukturní analýzy. Zavedení supravodivých magnetů a jejich zdokonalování umožnilo postupné zvyšování intenzity magnetického pole a tím i citlivosti a rozlišení metody. Objev dvoudimenzionálních technik v 70.tých letech vedl k NMR experimentům schopným podat kompletní informaci o skeletu molekuly a prostorovém uspořádání atomů. Metody umožňující snímání spekter nebo alespoň získávání určitých informací o jádrech atomů v malých prostorových elementech uvnitř objektů daly vzniknout NMR zobrazování (NMR imaging, MR tomografie, MRT).

O významu nukleární magnetické rezonance svědčí i několik Nobelových cen. udělených v této oblasti. V roce 1943 získal Nobelovu cenu za fyziku Otto Stern za objev magnetického momentu protonu. V roce 1944 získal Nobelovu cenu za fyziku Isidor Isaac Rabi za jeho rezonanční metodu pro zjištění magnetických vlastností atomových jader V roce 1952 získali Nobelovu cenu za fyziku Felix Bloch a Edward Mills Purcell za rozvoj nových metod pro přesná měření jaderného magnetismu a první detekci NMR signálu. V roce 1991 získal Nobelovu cenu za chemii Richard R. Ernst za jeho příspěvek k rozvoji vysoce rozlišitelné nukleární magnetické rezonance, zavedení pulzních technik měření a použití Fourierovy transformace a zavedení dvoudimenzionálních NMR technik. V roce 2002 získal Nobelovu cenu za chemii Kurt Wüthrich za vývoj NMR jako metody umožňující určení trojrozměrné struktury biologických makromolekul v roztoku. V roce 2003 získali Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu Paul C. Lauterbur a Peter Mansfield za vypracování metody zobrazování magnetickou resonancí.

Dnes jsou tradiční metody NMR spektroskopie nepostradatelnou pomůckou syntetického chemika při sledování průběhu reakcí a ověřování struktury produktů. Speciální, časově náročnější techniky umožňují řešit struktury i velmi komplikovaných sloučenin, např. sekundární a terciární struktury biopolymerů, a studovat interakce mezi nimi. Obrovskou výhodou NMR spektroskopie biomolekul je, že můžeme zjišťovat jejich třídimenzionální strukturu za fyziologických podmínek (v roztoku o určitém pH, teplotě, iontové síle) Pomocí MR tomografie jsou dnes již běžně studovány tkáně a orgány v lidském těle.




zpět na obsahnásledující kapitola