Kľúčový rozdiel – ESR vs. NMR vs MRI
Spektroskopia je kvantifikačná technika používaná na analýzu organických zlúčenín a na objasnenie ich štruktúry a charakterizáciu zlúčeniny na základe jej vlastností. Študuje, ako sa žiarenie rozptýli pri dopade na povrch a ako interaguje s hmotou. Typ žiarenia použitý v spektroskopickej technike sa môže líšiť od viditeľného svetla po elektromagnetické žiarenie. Materiál, na ktorom sa vykonáva spektroskopická analýza, sa môže tiež líšiť. V závislosti od typu látky, s ktorou žiarenie interaguje, môžu existovať dve hlavné techniky – ESR a NMR. Spektroskopia elektrónovej spinovej rezonancie (ESR) identifikuje rýchlosti spinu elektrónov v molekule a nukleárna magnetická rezonančná spektroskopia (NMR) využíva princíp jadrového rozptylu pri vystavení žiareniu. Zobrazovanie magnetickou rezonanciou (MRI) je forma NMR a zobrazovacia technika používaná na určenie štruktúr a tvarov orgánov a buniek pomocou intenzity žiarenia. Toto je kľúčový rozdiel medzi ESR, NMR a MRI.
Čo je ESR?
Spektroskopia elektrónovej spinovej rezonancie (ESR) je primárne založená na rozptyle mikrovlnného žiarenia pri vystavení nespárovanému elektrónu v silnom magnetickom poli. Touto metodológiou je teda možné detegovať orgány alebo bunky, ktoré obsahujú nepárové, vysoko reaktívne elektróny, ako sú voľné radikály. Preto táto technika poskytuje užitočné a štruktúrne informácie molekúl a možno ju použiť ako metódu analýzy na odvodenie štruktúrnych informácií molekúl, kryštálov, ligandov v procesoch transportu elektrónov a chemických reakcií.
Obrázok 01: ESR spektrometer
Pri ESR, keď je molekula vystavená magnetickému poľu, energia molekuly sa rozdelí na rôzne energetické úrovne a akonáhle nespárovaný elektrón prítomný v molekule absorbuje energiu žiarenia, elektrón sa začne točiť a tieto rotujúce elektróny medzi sebou slabo interagujú. Absorpčné signály sa merajú, aby sa objasnilo správanie týchto elektrónov.
Čo je NMR?
Spektroskopia nukleárnej magnetickej rezonancie (NMR) je jednou z najpoužívanejších techník v biochémii a rádiobiológii. V tomto procese sú nabité jadrá cieľovým materiálom molekuly a jej excitácia po vystavení žiareniu sa meria v magnetickom poli. Frekvencia absorbovaného žiarenia vytvára spektrum a je možné vykonať kvantifikáciu a štrukturálnu analýzu konkrétnej molekuly alebo orgánu.
Obrázok 02: NMR spektrum
Žiarenie používané pri väčšine NMR detekcií je gama žiarenie, pretože ide o vysokoenergetické neionizujúce žiarenie. Otáčanie jadier v magnetickom poli má za následok dva spinové stavy: pozitívny spin a negatívny spin. Pozitívna rotácia generuje magnetické pole opačné k vonkajšiemu magnetickému poľu, zatiaľ čo záporná rotácia generuje magnetické pole v smere vonkajšieho magnetického poľa. Energetická medzera, ktorá tomu zodpovedá, pohltí vonkajšie žiarenie a výsledkom bude spektrum.
Čo je MRI?
Zobrazovanie magnetickou rezonanciou (MRI) je forma NMR, kde sa intenzita absorbovaného žiarenia využíva na vytváranie snímok orgánov a bunkových štruktúr. Ide o neinvazívnu techniku a na detekciu nepoužíva žiadne škodlivé žiarenie. Za účelom získania MRI je pacient držaný v magnetickej komore a je predtým liečený intravenóznymi kontrastnými látkami, aby sa získal jasný obraz.
Obrázok 03: MRI
Aké sú podobnosti medzi ESR NMR a MRI?
- ESR, NMR a MRI využívajú magnetické pole.
- Vo všetkých troch technikách sa rozptyl hmoty uskutočňuje žiarením; viditeľné svetlo alebo elektromagnetické žiarenie.
- Všetky sú neinvazívne techniky.
- Všetky tri techniky sú založené na excitácii hmoty v magnetickom poli.
- Tieto techniky sa používajú pri diagnostike a štruktúrnej analýze orgánov a buniek.
Aký je rozdiel medzi ESR NMR a MRI?
ESR NMR vs MRI |
|
| Definícia | |
| ESR | Spektroskopia elektronovej spinovej rezonancie (ESR) je technika, ktorá využíva rotáciu nespárovaného elektrónu, ktorý je v rezonancii a generuje spektrum založené na absorpcii žiarenia. |
| NMR | Spektroskopia nukleárnej magnetickej rezonancie (NMR) je rezonancia, ku ktorej dochádza, keď sa nabité jadro umiestni do magnetického poľa a je „unesené“rádiovou frekvenciou, ktorá spôsobí, že sa jadrá „preklopia“. Táto frekvencia sa meria tak, aby vytvorila spektrum. |
| MRI | Zobrazovanie magnetickou rezonanciou (MRI) je aplikácia NMR, kde sa intenzita žiarenia využíva na zachytenie snímok orgánov v tele. |
| Typ žiarenia | |
| ESR | ESR väčšinou používa mikrovlny. |
| NMR | NMR využíva rádiové vlny. |
| MRI | MRI využíva elektromagnetické žiarenie, ako napríklad gama žiarenie. |
| Type of Matter Targeted | |
| EST | EST sa zameriava na nepárové elektróny, voľné radikály. |
| NMR | NMR sa zameriava na nabité jadrá. |
| MRI | MRI sa zameriava na nabité jadrá. |
| Vygenerovaný výstup | |
| EST | ESR generuje absorpčné spektrum. |
| NMR | NMR tiež generuje absorpčné spektrum. |
| MRI | MRI vytvára snímky orgánov, buniek. |
Zhrnutie – ESR vs NMR vs MRI
Spektroskopické techniky sa široko používajú pri biochemickej analýze molekúl, zlúčenín, buniek a orgánov, najmä pri detekcii nových buniek a malígnych buniek v tele, a tým charakterizácii ich fyzikálnych vlastností. Teda tri techniky; ESR, NMR a MRI sú veľmi dôležité, pretože sú to neinvazívne spektroskopické techniky používané na kvalitatívnu a kvantitatívnu interpretáciu biomolekúl. Hlavným rozdielom medzi ESR NMR a MRI je typ žiarenia, ktoré používajú, a typ hmoty, na ktorú sa zameriavajú.
Stiahnuť PDF verziu ESR vs NMR vs MRI
Môžete si stiahnuť PDF verziu tohto článku a použiť ju na offline účely podľa citácií. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi ESR, NMR a MRI.
