«Чтобы проникнуть в тайны природы, ученым нужны мощные средства, — писал лауреат Нобелевской премии Рихард Эрнст. — Ядерный магнитный ре­зонанс (ЯМР) оказался одним из самых информативных научных инструмен­тов. Он нашел применение почти во всех областях науки - от физики твер­дого тела до материаловедения... и даже в психологии, помогая понять, как работает человеческий мозг».

Если в атомном ядре хотя бы один нейтрон или протон не имеет пары, то ядро ведет себя как крошечный магнит. При наложении внешнего магнит­ного поля на него действует сила, которая заставляет ядро прецессировать по­добно вращающейся юле. Разницу потенциальных энергий взаимодействия «ядерного магнитика» с полем в разных спиновых состояниях можно увели­чить, усиливая внешнее магнитное поле. При наложении на это статическое магнитное поле сигнала на подходящей радиочастоте стимулируются пере­ходы между спиновыми состояниями, в результате которых спины каких-то ядер переворачиваются, и они оказываются на более высоких энергетических уровнях. При выключении радиосигнала эти ядра релаксируют, возвращают­ся назад в основное состояние с переориентацией спина, испуская радиосигнал на резонансной частоте. Эти ЯМР-сигналы дают информацию не только о дан­ном ядре - они зависят и от его химического окружения (а именно от того, в какую молекулу входит данный атом. — Прим. пер.) Тем самым исследования методом ЯМР могут предоставить бесценную информацию на молекулярном уровне.

Впервые ЯМР был описан в 1937 г. Исидором Раби. В 1945 г. Феликс Блох, Эдвард Пёрселл и их коллеги усовершенствовали метод. В 1966 г. Рихард Эрнст нашел способ увеличения его чувствительности с помощью фурье-спек- троскопии, придумав, как использовать короткие радиочастотные импульсы для получения спектра сигналов ЯМР как функции частоты. В 1971 г. врач Реймонд Дамадьян показал, что спиновая релаксация ядер водорода в воде различна для нормальных и злокачественных клеток, - так была открыта воз­можность применения ЯМР для ранней диагностики рака. В начале 1980-х гг. этот метод стали использовать для исследования мягких тканей тела, где так­же содержатся ядра обычного водорода.

 


 

Магнитно резонансная ангиограмма артерий головного мозга. Этот вид магнитно-резонансной ангиографии часто применяется для диагностики аневризмы сосудов головного мозга.

 

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru