Ero ESR-NMR n ja MRI n välillä

Avainero - ESR vs. NMR vs. MRI
 

Spektroskopia on kvantifiointitekniikka, jota käytetään analysoimaan orgaanisia yhdisteitä ja selvittämään niiden rakennetta ja karakterisoimaan yhdistettä sen ominaisuuksien perusteella. Se tutkii kuinka säteily leviää osuessaan pintaan ja vuorovaikutuksessa aineen kanssa. Spektroskooppisessa tekniikassa käytetty säteilytyyppi voi poiketa näkyvästä valosta sähkömagneettiseen säteilyyn. Aine, jolla spektroskopinen analyysi suoritetaan, voi myös vaihdella. Riippuen siitä, millaisesta aineesta säteily vuorovaikuttaa, voi olla kaksi päätekniikkaa - ESR ja NMR. Elektronin spin-resonanssispektroskopia (ESR) tunnistaa elektronin spin-nopeudet molekyylissä ja ydinmagneettiresonanssispektroskopia (NMR) käyttää ydinhajotuksen periaatetta säteilylle altistumisen yhteydessä. Magneettikuvaus (MRI) on eräänlainen NMR-tekniikka ja kuvantamistekniikka, jota käytetään elinten ja solujen rakenteiden ja muotojen määrittämiseen säteilypäästöjen voimakkuuden avulla. Tämä on avainero ESR: n, NMR: n ja MRI: n välillä.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on ESR
3. Mikä on NMR
4. Mikä on MRI
5. Samankaltaisuudet ESR-NMR: n ja MRI: n välillä
6. Vertailu rinnakkain - ESR vs. NMR vs. MRI taulukkomuodossa
7. Yhteenveto

Mikä on ESR?

Elektronin spin-resonanssispektroskopia (ESR) perustuu ensisijaisesti mikroaaltosäteilyn sirontaan, kun se altistetaan parittomalle elektronille vahvassa magneettikentässä. Siten elimet tai solut, jotka sisältävät parittomia, erittäin reaktiivisia elektroneja, kuten vapaita radikaaleja, voidaan havaita käyttämällä tätä metodologiaa. Siksi tämä tekniikka tarjoaa hyödyllisiä ja rakenteellisia tietoja molekyyleistä, ja sitä voidaan käyttää analyysimenetelmänä molekyylien, kiteiden, ligandien rakennetietojen johtamiseksi elektronikuljetuksissa ja kemiallisissa reaktioissa.

Kuva 01: ESR-spektrometri

ESR: ssä, kun molekyyli altistuu magneettikentälle, molekyylin energia hajoaa eri energiatasoiksi ja kun molekyylissä oleva pariton elektroni absorboi säteilyn energiaa, elektroni alkaa pyöriä, ja nämä pyörivät elektronit heikosti vuorovaikutuksessa keskenään. Absorptiosignaalit mitataan näiden elektronien käyttäytymisen selvittämiseksi.

Mikä on NMR?

Ydinmagneettinen resonanssi (NMR) -spektroskopia on yksi yleisimmin käytetyistä tekniikoista biokemiassa ja radiobiologiassa. Tässä prosessissa varautuneet ytimet ovat molekyylin kohdemateriaalia ja sen viritys säteilyaltistukselle mitataan magneettikentässä. Imeytyneen säteilyn taajuus luo spektrin, ja tietyn molekyylin tai elimen kvantifiointi ja rakenneanalyysi voidaan suorittaa.

Kuvio 02: NMR-spektri

Useimmissa NMR-havainnoissa käytetty säteily on gammasäteilyä, koska se on korkean energian ionisoimaton säteily. Ytimien kehruu magneettikentässä johtaa kahteen spin-tilaan: positiiviseen spiniin ja negatiiviseen spiniin. Positiivinen spin luo magneettikentän, joka on vastapäätä ulkoista magneettikenttää, kun taas negatiivinen spin tuottaa magneettikentän ulkoisen magneettikentän suuntaan. Tätä vastaava energiarako absorboi ulkoista säteilyä ja johtaa spektriin.

Mikä on MRI?

Magneettikuvaus (MRI) on eräänlainen NMR, jossa absorboituneen säteilyn voimakkuutta käytetään kuvaamaan elimiä ja solurakenteita. Tämä on ei-invasiivinen tekniikka, eikä sen havaitsemiseksi käytetä haitallista säteilyä. MRI: n saamiseksi potilas pidetään magneettisen kammion sisällä ja sitä hoidetaan ennen laskimonsisäisiä varjoaineita kuvan selkeän saamiseksi.

Kuvio 03: MRI

Mitkä ovat samanarvoisuudet ESR-NMR: n ja MRI: n välillä?

• ESR, NMR ja MRI käyttävät magneettikenttää.
• Kaikissa kolmessa tekniikassa aineen sironta tapahtuu säteilyllä; näkyvä valo tai sähkömagneettinen säteily.
• Kaikki ovat ei-invasiivisia tekniikoita.
• Kaikki kolme tekniikkaa perustuvat aineen herättämiseen magneettikentässä.
• Näitä tekniikoita käytetään elinten ja solujen diagnostiikassa ja rakenneanalyysissä.

Mikä on ero ESR-NMR: n ja MRI: n välillä?

ESR NMR vs. MRI
Määritelmä
ESR	Elektroni-spin-resonanssispektroskopia (ESR) on tekniikka, jossa käytetään parittoman elektronin, joka on resonanssissa, kehrämistä ja joka tuottaa spektrin säteilyn absorptioon perustuen.
NMR	Ydinmagneettinen resonanssi (NMR) -spektroskopia on resonanssi, joka tapahtuu, kun varautunut ydin asetetaan magneettikenttään ja jota "pyyhkäisevät" radiotaajuus, joka aiheuttaa ytimien "läpän". Tämä taajuus mitataan spektrin muodostamiseksi.
MRI	Magneettikuvaus (MRI) on NMR-sovellus, jossa säteilyn voimakkuutta käytetään kuvaamaan kehon elimiä.
Säteilyn tyyppi
ESR	ESR käyttää enimmäkseen mikroaaltoja.
NMR	NMR käyttää radioaaltoja.
MRI	MRI käyttää sähkömagneettista säteilyä, kuten gammasäteitä.
Kohdekohteen tyyppi
EST	EST kohdistaa parittomat elektronit, vapaat radikaalit.
NMR	NMR kohdistaa varautuneet ytimet.
MRI	MRI kohdistaa varautuneita ytimiä.
Tuotos luotu
EST	ESR tuottaa absorptiospektrin.
NMR	NMR tuottaa myös absorptiospektrin.
MRI	MRI tuottaa kuvia elimistä, soluista.

Yhteenveto - ESR vs. NMR vs. MRI

Spektroskooppisia tekniikoita käytetään laajasti molekyylien, yhdisteiden, solujen ja elinten biokemiallisessa analysoinnissa, etenkin uusien solujen ja pahanlaatuisten solujen havaitsemiseksi kehossa ja siten niiden fysikaalisten ominaisuuksien karakterisoimiseksi. Siten kolme tekniikkaa; ESR, NMR ja MRI ovat erittäin tärkeitä, koska ne ovat ei-invasiivisia spektroskooppisia tekniikoita, joita käytetään biomolekyylien laadulliseen ja kvantitatiiviseen tulkintaan. Tärkein ero ESR-NMR: n ja MRI: n välillä on heidän käyttämänsä säteilyn tyyppi ja kohde-aineen tyyppi.

Lataa PDF-versio ESR vs. NMR vs. MRI

Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautusten mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä. ESR: n, NMR: n ja MRI: n välinen ero.

Viitteet:

1. ESR. N.p., n.d. Web. Saatavilla täältä. 14. elokuuta 2017.
2. Gericke, Karl-Heinz. ”Elektronin spin-resonanssi (ESR).” ESR / EPR ja NMR. N.p., n.d. Web. Saatavilla täältä. 14. elokuuta 2017.
3. Hoffman, Roy. Mikä on NMR? N.p., 3. toukokuuta 2015. Web. Saatavilla täältä. 14. elokuuta 2017…
4. NMR-spektroskopia. N.p., n.d. Web. Saatavilla täältä. 14. elokuuta 2017.
5. ”Magneettikuvaus (MRI).” Kansallinen lääketieteellisen kuvantamisen ja bioinsinööritutkimuksen instituutti. Yhdysvaltain terveys- ja ihmispalvelujen osasto, 2. helmikuuta 2017. Web. Saatavilla täältä. 14. elokuuta 2017.

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”EPR-spektrometri”: Photo by Przemyslaw “Tukan” Grudnik - kuva englanninkielisessä wikipediassa (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
2. ”1H NMR-etyyliasetaattikytkentä näkyy”. Kirjoittanut 1H_NMR_Ethyl_Acetate_Coupling_shown.GIF: T.vanschaik -derivaattorityö: H Padleckas (keskustelu) - Tämä tiedosto on johdettu1H NMR-etyyliasetaattikytkennästä näytetty - 2.png: (CC BY-SA 3.0) Commons-sivustolla Wikimedian
3. “MRI-Philips” - kirjoittanut Jan Ainali - Oma työ (CC BY 3.0) Commons Wikimedian kautta