Az NMR fizikai alapjai

1. Diplomavédés Az NMR fizikai alapjai Újdonságok az NMR-készülékek világában Készítette:Gróf Georgina Zsófia Konzulens:Prof. Csurgay Árpád PPKE-ITK, 2011. január 24.

2. Célkitűzések • Az NMR-spektroszkópia fizikai alapjainak áttekintése • A spektrális jellemzők bemutatása egy spektrum demonstrálása által • Az NMR készülékek rendszerezése • A nem hagyományos NMR-technikák „state of the art” bemutatása • Egy választott NMR program bemutatása • A mérnöki alkalmazhatóság lehetőségeinek felvázolása • Jövőbeli kitekintés

3. A mágneses magrezonancia jelenség Zeemann- felhasadás E DE B0 Rezonanciafeltétel ΔE=h·υ=2μ·B0

4. Relaxációs mechanizmusok z z z y y y x x x T1 - spin - rács z z Mz Matematikai leírás: Bloch- egyenletek y x T2 - spin - spin y z x y x

5. Az NMR spektrum - FT-CW Információk: - kémiai eltolódás: - integrált intenzitás - spin-spin kölcsönhatás

6. Simulation in Matlab • FT-NMR: • - Rövid idejű RF-ás „lövetek” • - Gyors, napjainkban • már csak ezt használják! • Tetszőleges pulzusszekvencia • alkalmazása • CW-NMR: • Folytonos pásztázás elve • Lassú, érzéketlen • Gyenge, konst. • amplitudójú RF-ás tér FID - Free Induction Decay Intenzitás-Idő  Intenzitás-Frekvencia FT - Megfelelő szorzófügvénnyel simítható - Adatpontok száma zérustöltéssel S/N arány javítható!

7. Összefoglaló táblázatok

8. A mérnöki alkalmazhatóság lehetőségei • Spin-rendszer kiválasztása, jelen esetben 1H-15N atomok • Beállítom a spin-spin csatolási állandó értékét. • Hagyományos „Bruker szekvenciák” alkalmazása • Programparaméterek, kísérleti paraméterek beállítása • Legújabb pulzusszekvenciák megtervezése • Szimuláció A VNMR Spektrométer folyamatábrája

9. VNMR-Szimuláció - HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence

10. Összefoglalás • Bemutattam: • - Az NMR fizikai alapjait • - A régi és új NMR technikákat • A mérnöki alkalmazás lehetőségeit • Technológiai fejlesztések rendszerezését • Lehetőségek a további kutatásra, továbbfejlesztésre: • A mágneses magrezonancia jelenség naprakész ismerete • Ezen ismeretek továbbadása (már középiskolákban) ! • NMR- szimulációk alkalmazása • Virtuális kutatások, a Virtuális NMR megvalósítása és alkalmazása  farmakológia • Kiemelkedően fontos a következő generációs huzalok, valamint a szupravezető(SC) mágnesek további fejlesztése.

11. A bíráló által feltett kérdések megválaszolása • Mi a jelentősége a különböző rádiófrekvenciás gerjesztéseknek • és miért kell ezeket alaposan megtervezni? • Válasz: • A pulzusszekvenciák az NMR kísérlet építőelemei. • Egy kísérlet a szekvencia sokszori ismétléséből épül fel. • A besugárzás hossza meghatározza, hogy mennyire változzon meg a magspin irányultsága. • Ez az idő meghatározó a T1 és T2 mérésénél, mely mennyiségek az MRI képalkotásnak alapjai. • Jelalak szempontjából végezhetünk szelektív gerjesztéseket(ha csak specifikusan • valamelyik magot gerjesszük), de lehetséges különböző magok egyszerre való gerjesztése is. • A szekvenciák alapos megtervezésének hiányában előfordulhat,hogy nem a kívánt információt • kapom. Hadamard-elv: új szekvenciák tesztelését segíti. Fontos tényező a gyorsaság. • Miben segíti a fejlesztést a virtuális NMR programok használata? • Válasz: • Az NMR szimulációk megmutatják, hogy a spin hogyan viselkedik. Ki lehet kerülni a hardver • sérülékenység-problémáit. A gyógyszeriparban pl. nagy segítség lehet ezen programok használata • új gyógyszerek felfedezésében, a mérések előtt szimulációkat végezhetünk.