Spektroskopi är en kvantifieringsteknik som används för att analysera organiska föreningar och för att belysa deras struktur och karakterisera föreningen baserat på dess egenskaper. Det studerar hur strålning sprids på att träffa en yta och interagerar med materia. Den typ av strålning som används i spektroskopisk teknik kan skilja sig från synligt ljus till elektromagnetisk strålning. Frågan om vilken spektroskopisk analys som utförs kan också skilja sig. Beroende på vilken typ av materia med vilken strålning interagerar kan det finnas två huvudtekniker - ESR och NMR. Elektronspinnresonansspektroskopi (ESR) identifierar elektronspinnhastigheter i en molekyl och kärnmagnetisk resonansspektroskopi (NMR) använder principen om kärnvapenspridning vid exponering för strålning. Magnetic Resonance Imaging (MR) är en form av NMR och en avbildningsteknik som används för att bestämma strukturerna och formerna av organ och celler med användning av strålningsintensiteten. Detta är nyckelfaktorn mellan ESR, NMR och MR.
1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är ESR
3. Vad är NMR
4. Vad är MR?
5. Likheter mellan ESR-NMR och MRI
6. Jämförelse vid sida vid sida - ESR vs NMR vs MRI i tabellform
7. Sammanfattning
Elektronspinnresonans (ESR) Spektroskopi är primärt baserad på spridningen av mikrovågsstrålning vid exponering för en opparad elektron i ett starkt magnetfält. Således kan organ eller celler som innehåller oparmade, högeffektiva elektroner såsom fria radikaler detekteras med användning av denna metodik. Därför tillhandahåller denna teknik användbar och strukturell information av molekyler och kan användas som en analysmetod för att härleda strukturell information av molekyler, kristaller, ligander i elektrontransport och kemiska reaktionsprocesser.
Figur 01: ESR-spektrometer
I ESR, när molekylen utsätts för ett magnetfält, delas molekylens energi i olika energinivåer och när den orörda elektron som är närvarande i molekylen absorberar strålningsenergin, börjar elektronen att rotera, och dessa spinnande elektroner svagt interagera med varandra. Absorptionssignalerna mäts för att belysa dessa elektroners beteende.
Kärnmagnetisk resonans (NMR) Spektroskopi är en av de mest använda teknikerna inom biokemi och radiobiologi. I denna process är laddade kärnor målmaterialet hos en molekyl och dess excitation vid exponering för strålning mäts i ett magnetfält. Frekvensen för den absorberade strålningen alstrar ett spektrum och kvantifieringen och strukturanalysen av den specifika molekylen eller organet kan utföras.
Figur 02: NMR-spektrum
Strålning som används vid de flesta NMR-detektering är gammastrålning eftersom det är en icke-joniserande strålning med hög energi. Spinningen av kärnorna i magnetfältet resulterar i två centrifugeringstillstånd: positiv spin och negativ spinning. Den positiva snurringen genererar ett magnetfält mitt emot det yttre magnetfältet medan den negativa snurringen alstrar ett magnetfält i riktning mot det yttre magnetfältet. Energihålet som motsvarar detta kommer att absorbera yttre strålning och resultera i ett spektrum.
Magnetic Resonance Imaging (MR) är en form av NMR, där intensiteten av strålningen absorberad används för att generera bilder av organ och cellulära strukturer. Detta är en icke-invasiv teknik och använder ingen skadlig strålning för detektering. För att erhålla en MR, hålls patienten inuti en magnetisk kammare och behandlas tidigare med intravenösa kontrastmedel för att erhålla bilden tydligt.
Figur 03: MR
ESR NMR vs MRI | |
Definition | |
ESR | Elektronspinnresonans (ESR) Spektroskopi är tekniken som använder spinning av en opparad elektron som är i resonans och alstrar ett spektrum baserat på absorptionen av strålning. |
NMR | Kärnmagnetisk resonans (NMR) Spektroskopi är den resonans som uppstår när en laddad kärna placeras i ett magnetfält och "sveps" av en radiofrekvens som gör att kärnorna kan "flip". Denna frekvens mäts för att bilda ett spektrum. |
MRI | Magnetic Resonance Imaging (MRI) är en applikation av NMR, där strålningsintensiteten används för att fånga upp organiska organ i kroppen. |
Typ av strålning | |
ESR | ESR använder mestadels mikrovågor. |
NMR | NMR använder radiovågor. |
MRI | MR använder elektromagnetisk strålning, såsom gammastrålar. |
Typ av materia riktade | |
EST | EST riktar opparad elektroner, fria radikaler. |
NMR | NMR-mål laddade kärnor. |
MRI | MRI mål laddade kärnor. |
Output Generated | |
EST | ESR genererar ett absorptionsspektrum. |
NMR | NMR alstrar också ett absorptionsspektrum. |
MRI | MRI producerar bilder av organ, celler. |
Spektroskopiska tekniker används ofta i den biokemiska analysen av molekyler, föreningar, celler och organ, särskilt vid detektering av nya celler och maligna celler i kroppen och därigenom karakteriserar deras fysikaliska egenskaper. Således är de tre teknikerna; ESR, NMR och MRI är av stor betydelse eftersom de är icke-invasiva spektroskopiska tekniker som används för kvalitativ och kvantitativ tolkning på biomolekyler. Huvudskillnaden mellan ESR-NMR och MRI är vilken typ av strålning de använder och vilken typ av materia de avser.
Du kan hämta PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offline-ändamål enligt citationsnoteringar. Var god ladda ner PDF-version här Skillnaden mellan ESR, NMR och MRI.
1. ESR. N.p., n.d. webb. Tillgänglig här. 14 aug 2017.
2. Gericke, Karl-Heinz. "Electron Spin Resonance (ESR)." ESR / EPR och NMR. N.p., n.d. webb. Tillgänglig här. 14 aug 2017.
3. Hoffman, Roy. Vad är NMR? NP., 03 maj 2015. Web. Tillgänglig här. 14 aug 2017 ...
4. NMR-spektroskopi. N.p., n.d. webb. Tillgänglig här. 14 aug 2017.
5. "Magnetic Resonance Imaging (MR)." National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering. US Department of Health and Human Services, 02 feb 2017. Web. Tillgänglig här. 14 aug 2017.
1. "EPR-spektometer" Av Foto gjord av Przemyslaw "Tukan" Grudnik - foto på engelska wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "H-NMR-etylacetatkoppling visad" genom IH_NMR_Ethyl_Acetate_Coupling_shown.GIF: T.vanschaikderivative arbete: H Padleckas (talk) - Denna fil härleddes från 1H NMR Ethyl Acetate Coupling visad - 2.png: (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "MRI-Philips" Av Jan Ainali - eget arbete (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia