Põhierinevus – ESR vs NMR vs MRI
Spektroskoopia on kvantifitseerimistehnika, mida kasutatakse orgaaniliste ühendite analüüsimiseks ja nende struktuuri selgitamiseks ning ühendi iseloomustamiseks selle omaduste põhjal. See uurib, kuidas kiirgus pinnale löömisel hajub ja ainega suhtleb. Spekroskoopilises tehnikas kasutatav kiirguse tüüp võib erineda nähtavast valgusest elektromagnetkiirguseni. Samuti võib spektroskoopilise analüüsi teostamine erineda. Sõltuv alt aine tüübist, millega kiirgus interakteerub, võib olla kaks peamist tehnikat – ESR ja NMR. Elektronide spinnresonantsspektroskoopia (ESR) tuvastab elektronide pöörlemiskiirused molekulis ja tuumamagnetresonantsspektroskoopia (NMR) kasutab kiirgusega kokkupuutel tuuma hajumise põhimõtet. Magnetresonantstomograafia (MRI) on NMR-i vorm ja pildistamistehnika, mida kasutatakse elundite ja rakkude struktuuride ja kujude määramiseks, kasutades kiirguse emissiooni intensiivsust. See on peamine erinevus ESR, NMR ja MRI vahel.
Mis on ESR?
Electron Spin Resonance (ESR) spektroskoopia põhineb peamiselt mikrolainekiirguse hajumisel kokkupuutel paaritu elektroniga tugevas magnetväljas. Seega saab selle metoodika abil tuvastada elundeid või rakke, mis sisaldavad paarituid, väga reaktiivseid elektrone, näiteks vabu radikaale. Seetõttu annab see meetod kasulikku ja struktuurset teavet molekulide kohta ning seda saab kasutada analüüsimeetodina molekulide, kristallide, ligandide struktuuriteabe tuletamiseks elektronide transpordi ja keemiliste reaktsioonide protsessides.
Joonis 01: ESR-spektromeeter
ESR-is, kui molekuli mõjutatakse magnetväljaga, jaguneb molekuli energia erinevateks energiatasemeteks ja kui molekulis olev paaritu elektron neelab kiirguse energia, hakkab elektron pöörlema., ja need pöörlevad elektronid suhtlevad üksteisega nõrg alt. Nende elektronide käitumise selgitamiseks mõõdetakse neeldumissignaale.
Mis on NMR?
Tuumamagnetresonantsspektroskoopia (NMR) on biokeemias ja radiobioloogias üks enim kasutatavaid tehnikaid. Selles protsessis on laetud tuumad molekuli sihtmaterjaliks ja selle ergastust kiirgusega kokkupuutel mõõdetakse magnetväljas. Neeldunud kiirguse sagedus loob spektri ning saab teostada konkreetse molekuli või elundi kvantifitseerimist ja struktuurianalüüsi.
Joonis 02: NMR-spekter
Enamikus NMR tuvastamises kasutatav kiirgus on gammakiirgus, kuna see on suure energiaga mitteioniseeriv kiirgus. Tuumade pöörlemisel magnetväljas tekib kaks spinni olekut: positiivne spin ja negatiivne spin. Positiivne spin genereerib magnetvälja, mis on vastupidine välisele magnetväljale, samas kui negatiivne spin genereerib magnetvälja välise magnetvälja suunas. Sellele vastav energiavahe neelab välist kiirgust ja tulemuseks on spekter.
Mis on MRI?
Magnetresonantstomograafia (MRI) on TMR vorm, kus neeldunud kiirguse intensiivsust kasutatakse elundite ja rakustruktuuride kujutiste loomiseks. See on mitteinvasiivne tehnika ja ei kasuta tuvastamiseks kahjulikku kiirgust. MRI tegemiseks hoitakse patsienti magnetkambris ja talle ravitakse eelnev alt veenisisese kontrastainega, et pilt oleks selge.
Joonis 03: MRI
Millised on ESR NMR ja MRI sarnasused?
- ESR, NMR ja MRI kasutavad magnetvälja.
- Kõigi kolme tehnika puhul toimub aine hajutamine kiirguse abil; nähtav valgus või elektromagnetkiirgus.
- Kõik on mitteinvasiivsed tehnikad.
- Kõik kolm tehnikat põhinevad aine ergastamisel magnetväljas.
- Neid tehnikaid kasutatakse elundite ja rakkude diagnostikas ja struktuurianalüüsis.
Mis vahe on ESR NMR ja MRI vahel?
ESR NMR vs MRI |
|
| Definitsioon | |
| ESR | Electron Spin Resonance (ESR) spektroskoopia on tehnika, mis kasutab paaritu elektroni pöörlemist, mis on resonantsis ja genereerib kiirguse neeldumisel põhineva spektri. |
| NMR | Tuumamagnetresonantsspektroskoopia (NMR) on resonants, mis tekib siis, kui laetud tuum asetatakse magnetvälja ja seda "pühkib" raadiosagedus, mis põhjustab tuumade ümberpööramise. Seda sagedust mõõdetakse spektri moodustamiseks. |
| MRI | Magnetresonantstomograafia (MRI) on NMR rakendus, kus kiirguse intensiivsust kasutatakse keha organite kujutiste jäädvustamiseks. |
| Kiirguse tüüp | |
| ESR | ESR kasutab enamasti mikrolaineid. |
| NMR | NMR kasutab raadiolaineid. |
| MRI | MRI kasutab elektromagnetkiirgust, näiteks gammakiirgust. |
| Sihitud asja liik | |
| EST | EST sihib paarituid elektrone ja vabu radikaale. |
| NMR | NMR sihib laetud tuumasid. |
| MRI | MRI on suunatud laetud tuumadele. |
| Väljund loodud | |
| EST | ESR genereerib neeldumisspektri. |
| NMR | TMR genereerib ka neeldumisspektri. |
| MRI | MRI toodab kujutisi elunditest, rakkudest. |
Kokkuvõte – ESR vs NMR vs MRI
Spektroskoopilisi tehnikaid kasutatakse laialdaselt molekulide, ühendite, rakkude ja elundite biokeemilises analüüsis, eriti uute rakkude ja pahaloomuliste rakkude tuvastamisel organismis ning seeläbi nende füüsikaliste omaduste iseloomustamisel. Seega kolm tehnikat; ESR, NMR ja MRI on väga olulised, kuna need on mitteinvasiivsed spektroskoopilised meetodid, mida kasutatakse biomolekulide kvalitatiivseks ja kvantitatiivseks tõlgendamiseks. Peamine erinevus ESR NMR ja MRI vahel on nende kasutatava kiirguse tüüp ja aine tüüp, mida nad sihivad.
Laadi alla PDF-versioon ESR vs NMR vs MRI
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkustele. Palun laadige PDF-versioon alla siit Erinevused ESR-i, NMR-i ja MRI vahel.
