Technologie nukleární magnetické rezonance

Bylo zjištěno poté, co fenomén magnetické rezonance brzy přinesl praktické využití, chemici Využití atomu vodíku na molekulární struktuře okolního magnetického pole vytvořeného, ​​vyvinuta NMR spektroskopie je používá se k analýze molekulární struktury, v průběhu času, vývoj technologie nukleární magnetické rezonance, od počátečních jednorozměrných spekter vývoje vodíku po 13C spektra, dvourozměrná nukleární magnetická rezonanční spektroskopie a další starší spektrum, nukleární magnetická rezonance analytická molekulární kapacita struktura také roste, po vstupu do 90. let se u lidí dokonce vyvinula nukleární magnetická rezonance, která se spoléhá na informace k určení terciární struktury technologie molekul proteinu, což umožňuje přesné stanovení molekulární struktury fáze proteinového roztoku.

Na druhou stranu, lékařští vědci zjistili, že atomy vodíku molekul vody mohou být fenoménem nukleární magnetické rezonance, použití tohoto jevu může získat distribuci informací v těle molekul vody, a tím zajistit přesné vnitřní struktury těla, který Na základě lékařského centra jižní New York State University Medical Center z roku 1969 v Ann 博士达马迪 rozlišit teorii měřením NMR relaxačního času úspěšných rakovinných buněk u myší s normální oblastí tkáňových buněk, v novém damadiánském technologickém fyzikovi ve Stony Brook State University of New York Paul Lauter Burr byl vyvinut v roce 1973 ze zobrazování (MRI) založeného na jevu nukleární magnetické rezonance a aplikace jeho zařízení úspěšně mapuje živé škvíry vnitřní struktury obrazu. Po Lautu Burrovi dozrává technologie MRI, stále širší spektrum aplikací se stává rutinní lékařskou testovací metodou, široce používanou u Parkinsonovy choroby, roztroušené sklerózy a dalších lézí mozku a páteře, stejně jako při léčbě a diagnostice rakoviny. V roce 2003 získali Paul Lauter Burr a profesor Peter Mansfield z University of Nottingham za svůj přínos v technických aspektech zobrazování magnetickou rezonancí Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu.

Od konce 70. let 20. století jako počítač a NMR v teoretickém a technickém zdokonalování, NMR jak v šířce, tak v hloubce zaznamenalo značný rozvoj, stalo se základním experimentálním prostředkem fyziky, chemie, biologie, medicíny a vědy o Zemi.

aplikace v biologickém výzkumu

H, C, P atd. s nenulovým nukleárním magnetickým spinem obsaženým v biofilmu, při interakci vnějšího magnetického pole a pole RF a při podmínkách rezonance Pokud je splněna, dochází k přechodům absorbované energie vf pole mezi úrovní spinu, což je základní princip nukleární magnetické rezonance (NMR). Vzhledem k tomu, že technika NMR může být nedestruktivním měřením vodného vzorku, takže pozorování lze dosáhnout za podmínek blízkých fyziologickým podmínkám, a zejména komplexní studie biofilmu H, C a P může být poskytnuta z úrovně atomové nebo skupinové dynamiky. informační struktura a pohyb molekul je mocným nástrojem pro studium struktury biofilmu.

biofilm složený převážně z proteinů a lipidů, komplexní struktura, fosfolipidové lipozomy byly schopny vykazovat mnoho vlastností biofilmu struktura je ideálním modelem biologických membrán. Fosfolipidové liposomy primárně na přítomnost gelové fáze a kapalné fáze, fáze, lokální pohyb molekul v gelu je pomalý, intermolekulární a intramolekulární dipólové interakce nejsou efektivně průměrné, NMR spektrum je velmi široké, poskytuje velmi málo informací; a ve fázi kapalných krystalů je pohyb molekul omezen lokálně snížený, rychlejší pohyb, takže NMR spektrum se zužuje, získaná NMR spektroskopie s vysokým rozlišením.

Techniky NMR při studiu biofilmů jsou široce používány. Pomocí H, C a P NMR spekter lze identifikovat druhy fosfolipidů. Kapalina může fosfolipidovou dvojvrstvu v různých částech měřeného času procesem relaxace. Různé polohy molekul vodíku vybraného deuterovaného fosfolipidu, tekutost lze studovat fosfolipidové mastné acylové řetězce metodou a kvadrupólové štěpení HP chemickým posunem anizotropie, konformace a interakce s jinými molekulami fosfolipidové polární skupiny (proteiny, léky a kovové ionty), metody P anizotropie chemického posunu mohou studovat fosfolipidový polymorfismus. V posledních letech, s rozvojem technik NMR, se ve výzkumu biofilmu používají také dvourozměrné (2D) a vysokorozlišovací techniky NMR v pevné fázi, které se staly velmi důležitým nástrojem. Ustavení chemické vazby pomocí korelační spektroskopie (např. COSY, atd.) mohou být fosfolipidy nebo vícesložkové fosfolipidy smíchané s jinými molekulami každé skupiny domovského systému linie. Prostor vytvořený pomocí korelační spektroskopie (např. NOESY atd.) může poskytnout přímou informaci o vzdálenosti mezi skupinami, strukturách lipidové membrány a výkonných nástrojích pro studium interakce s jinými molekulami. Technologie nejen výzkum fosfolipidů v pevném stavu s tekutým krystalem, ale také do stavu fosfolipidového gelu.

pro určitý druh magnetického jádra, jehož magnetické momenty v magnetickém poli mohou mít různou orientaci. U protonů může mít dvě orientace, tedy paralelní a antiparalelní ke statickému magnetickému poli, první patří do stavu s nižší energií, který patří do stavu vysokoenergetického. Pokud přidáme radiofrekvenční pole ve směru kolmém ke statickému magnetickému poli, když je Larmorova frekvence jader radiofrekvenčního pole (jaderné magnetické momenty kolem směru pole frekvence precese) stejná, při nižším energetickém stavu bude jaderná energie absorbovat radiofrekvenční energii, přechod do vysokoenergetického stavu. Po odstranění RF pole se jádra ve vysokoenergetickém stavu vrátí do relaxačního procesu s nižší energií, čímž lze pozorovat NMR signál. Relaxační proces, jsou dva, jeden je spin - mřížková relaxace, tento proces je reprezentován Tl; druhým je spin - spin relaxace, reprezentovaná T2. T1 je popsaný rotační systém bude přenášet svou energii do okolního prostředí absorbujícího energii obnoveného do svého ustáleného stavu, T2 vnitřní energie během spojovacího rotačního systému, žádná změna v celkové energii rotačního systému. Sportovní relaxační čas molekuly měřením relaxačního času lze studovat tekutost různých částí biofilmu.

C a P biofilm chemický posun anizotropie a má hodně pohybu. Takzvaná anizotropie chemického posunu označuje směr statického magnetického pole, ve kterém se mění jádro, dochází ke změně rezonanční frekvence jádra (tj. chemického posunu), protože I = rozložení hustoty elektronů kolem jádra je sféricky symetrický, takže pokud se změní směr statického magnetického pole, jádro se změní s efektivním snímacím polem v různých formách, které se liší pohybem, takže chemický posun průměrné orientace je odlišný. P lze studovat pomocí anizotropie chemického posunu fosfolipidů pleomorfní; navíc také být anizotropní s I = H 1 (kvadrupólové štěpení) spektry fosfolipidových molekul rovnoměrně distribuovaných informací o prostorové orientaci.

Hlavní bod 2D NMR se liší od konvenčního jednorozměrného (1D) NMR v tom, že 1D NMR se vztahuje pouze na jednu proměnnou frekvenci, intenzita absorpčního píku byla vynesena na proměnnou frekvenci; představuje dvě 2D NMR TECHNIKY frekvenčně nezávislé, je to absorpční špičková intenzita dvou frekvenčních proměnných vynesených do grafu. Experimenty 2D NMR jsou obecně rozděleny do čtyř oblastí, tj. období před vývojovým obdobím (T1), fáze míchání (nemůže) a období detekce (t2). Příprava magnetizačního vektoru za účelem dosažení vhodného nastavení počátečního stavu, následný vývoj ve vývoji magnetizačního vektoru, koherentní přenos probíhá ve spinovém systému při míchání a nakonec je signál detekován v detekční periodě. Postupně opakované cykly t1 kumulativní změna a nakonec výsledná dvě data Fourierovy transformace: pro získání TECHNIK 2D NMR. 2D NMR TECHNIKY zavedené lze rozdělit chemickou vazbou a dvěma prostorovými korelačními spektry, dva typy linií 2D NMR TECHNIKY jsou velmi důležité pro domácnost, které biofilmy molekulární konformace studií také velmi silné.

Souhrnně lze říci, že aplikace analýzy nukleární magnetické rezonance na biologický výzkum především v následujících aspektech:

• trojrozměrné stanovení biologických makromolekul v prostorové struktuře roztoku;

• analýza biologických makromolekul v molekulární dynamice v roztoku;

• a studium interakce proteinů mechanismus účinku enzymů a podobně;

• struktura byla vyřešena a přesunuty pevné membránové proteiny a vlastnosti fibrinu;

• na proteinové cíle Screening léků a návrh;

• funkční aktivita biomolekuly in vivo studie fyziologického a metabolického stavu.

Vývoj NMR

Vývoj NMR v 21. století pro následující oblasti:

• zvýšit sílu magnetického pole magnety: NMR spektrometr by měl být vyšší než 1 GHz 21. století, bude studovat strukturu biologických makromolekul velkých průlom.

• Vývoj trojrozměrné nukleární magnetické rezonance (3D-NMR) : Díky struktuře biologických makromolekul v analýze spektra NMR poskytuje technologie NMR počet a složitost informací o struktuře exponenciálně roste. Interakce mezi trojrozměrnou konformací makromolekul a malých molekul (malé molekuly nebo malé a Analýza) a podobně, dvourozměrná NMR (2D-NMR) se stala bezmocnou, a proto k rozvoji molekulárního modelování, využívajícího NOE informace o vzdálenosti mezi protonem v molekule poskytnuté pro výpočet trojrozměrné struktury.

• pevná NMR a zobrazovací techniky NMR : Tato věda o živé přírodě, biomedicína a věda o materiálech bude mít zásadní význam, bude to průlom v molekulární strukturní vlastnosti a výzkum dynamiky.