40. Метод ядерного магнитного резонанса. Физические
принципы и применение в изучении биополимеров.
Если внести частицу в определённым магнитным моментом в
постоянное магнитное поле, то магнитный момент выстроится вдоль
направления магнитного поля и будет прецессировать с частотой
. Если теперь на частицу действовать слабым переменным
магнитным полем, направленным перпендикулярно опорному полю, то
при совпадении частоты переменного измерительного поля с частотой
прецессии частицы, возникнет резонанс и сильное поглощение волны
измерительного поля.
Ядерный спин имеют атомы, у которых нечётно хотя бы одно
атомное число, массовое или порядковое. Ядерный спин равен нулю у
При включении магнитного поля для протона возникают два уровня,
соответствующие параллельному и антипараллельному направлениям
спина. Частоту переменного поля увеличивают до тех пор, пока она не
достигнет некого предела, выше которого резонанс невозможен, а
интенсивность поглощения записывают. В результате получается спектр
поглощения, который подвергается анализу. Сигналы ядер атомов,
входящих в определенные функциональные группы, лежат в строго
определенных участках спектра, а интегральная площадь, ограниченная
пиком, строго пропорциональна количеству резонирующих атомов.
Таким образом, можно получить количественные и качественные
характеристики образца.
Одни и те же ядра атомов в различных окружениях в молекуле
показывают различные сигналы ЯМР. Отличие такого сигнала ЯМР от
сигнала стандартного вещества позволяет определить так называемый
химический сдвиг, который обусловлен химическим строением
изучаемого вещества. В методиках ЯМР есть много возможностей
определять химическое строение веществ, конформации молекул,
эффекты взаимного влияния, внутримолекулярные превращения. Это
позволяет определить структуру окружения атомов и структуру самого
вещества.
Используют также приёмы обогащения образцов контрастирующими
метками, наблюдения процессов включения метки в состав объекта.
Важным свойством метода является возможность его использования на
живых биологических объектах.
Существует два метода ЯМР: метод постоянного поля и
импульсный метод.