Αρχές Λειτουργίας και Εφαρμογές Φασματογράφου Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η ανάλυση των βασικών αρχών του φαινομένου του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (Nuclear Magnetic Resonance, NMR) και των αρχών λειτουργίας της φασματοσκοπίας NMR, καθώς και η παρουσίαση των κυριότερων εφαρμογών της. Συγκεκριμένα, ορίστηκαν βασικές έννοιες όπως οι ιδιότητες των πυρήνων, η αλληλεπίδρασή τους με ένα μαγνητικό πεδίο, η μαγνήτιση, ο εφησυχασμός, και το πυρηνικό φαινόμενο Overhauser. Έγινε ξεχωριστή αναφορά στα βασικά τμήματα που απαρτίζουν έναν φασματογράφο NMR και παρουσιάστηκαν τα στάδια της διαδικασίας διεξαγωγής ενός πειράματος NMR, που μπορούν να συνοψιστούν ως η προετοιμασία του δείγματος, η συλλογή και η ανάλυση των δεδομένων. Στη συνέχεια, παρουσιάστηκαν τα βασικά μονοδιάστατα πειράματα NMR, δηλαδή το πείραμα Pulse-Acquire, το Spin-Echo και το Inversion Recovery, καθώς και τα βασικά δισδιάστατα πειράματα NMR, όπως τα ομοπυρηνικά πειράματα COSY, NOESY, ROESY, TOCSY, INADEQUATE και J-Resolved, και τα ετεροπυρηνικά πειράματα HETCOR και HMQC. Έπειτα, αναλύθηκαν τα στάδια επεξεργασίας των πειραματικών δεδομένων, δηλαδή η λήψη του σήματος της Ελευθέρως Φθίνουσας Επαγωγής, η προσθήκη μηδενικών, η βελτίωση ευαισθησίας και ανάλυσης, ο μετασχηματισμός Fourier, η διόρθωση φάσης και η διόρθωση βασικής γραμμής. Τέλος, αναφέρθηκαν οι σημαντικότερες εφαρμογές της φασματοσκοπίας NMR στον τομέα της ιατρικής, της φαρμακολογίας, της έρευνας τροφίμων και ποτών και της δομικής βιολογίας.