Klíčový rozdíl - ESR vs NMR vs MRI
Spektroskopie je kvantifikační technika používaná k analýze organických sloučenin a k objasnění jejich struktury a charakterizaci sloučeniny na základě jejích vlastností. Studuje, jak je záření rozptýleno při nárazu na povrch a interaguje s hmotou. Typ záření použitého ve spektroskopické technice se může od viditelného světla po elektromagnetické záření lišit. Látka, na které se provádí spektroskopická analýza, se také může lišit. V závislosti na typu hmoty, se kterou záření interaguje, mohou existovat dvě hlavní techniky - ESR a NMR. Elektronová spinová rezonanční spektroskopie (ESR) identifikuje rychlosti elektronového spinu v molekule a nukleární magnetická rezonanční spektroskopie (NMR) využívá principu jaderného rozptylu po vystavení záření. Magnetická rezonance (MRI) je forma NMR a zobrazovací technika používaná ke stanovení struktur a tvarů orgánů a buněk pomocí intenzity záření. To je klíčový rozdíl mezi ESR, NMR a MRI.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je ESR
3. Co je NMR
4. Co je MRI
5. Podobnosti mezi ESR NMR a MRI
6. Porovnání vedle sebe - ESR vs NMR vs MRI v tabulkové formě
7. Shrnutí
Co je ESR?
Spektroskopie elektronové spinové rezonance (ESR) je primárně založena na rozptylu mikrovlnného záření po vystavení nepárovému elektronu v silném magnetickém poli. Pomocí této metodiky lze tedy detekovat orgány nebo buňky, které obsahují nepárové, vysoce reaktivní elektrony, jako jsou volné radikály. Tato technika proto poskytuje užitečné a strukturní informace o molekulách a lze ji použít jako analytickou metodu k odvození strukturní informace o molekulách, krystalech, ligandech v elektronovém transportu a chemických reakčních procesech.
Obrázek 01: Spektrometr ESR
V ESR, když je molekula vystavena magnetickému poli, se energie molekuly rozdělí na různé energetické úrovně a jakmile nepárový elektron přítomný v molekule absorbuje energii záření, elektron se začne otáčet a tyto rotující elektrony slabě spolu komunikují. Absorpční signály jsou měřeny k objasnění chování těchto elektronů.
Co je NMR?
Spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR) je jednou z nejběžněji používaných technik v biochemii a radiobiologii. V tomto procesu jsou nabitá jádra cílovým materiálem molekuly a jeho excitace po vystavení záření se měří v magnetickém poli. Frekvence absorbovaného záření generuje spektrum a lze provést kvantifikaci a strukturní analýzu konkrétní molekuly nebo orgánu.
Obrázek 02: NMR spektrum
Radiací používanou ve většině detekcí NMR je záření gama, protože se jedná o vysokoenergetické neionizující záření. Rotace jader v magnetickém poli vede ke dvěma stavům rotace: pozitivní spin a negativní spin. Pozitivní rotace generuje magnetické pole naproti vnějšímu magnetickému poli, zatímco negativní rotace generuje magnetické pole ve směru vnějšího magnetického pole. Odpovídající energetická mezera bude absorbovat vnější záření a bude mít za následek spektrum.
Co je to MRI?
Magnetická rezonance (MRI) je forma NMR, kde se intenzita absorbovaného záření používá k vytváření obrazů orgánů a buněčných struktur. Jedná se o neinvazivní techniku a k detekci nepoužívá žádné škodlivé záření. Za účelem získání MRI je pacient držen uvnitř magnetické komory a je ošetřen před intravenózními kontrastními látkami, aby získal obraz jasně.
Obrázek 03: MRI
Jaké jsou podobnosti mezi ESR NMR a MRI?
- ESR, NMR a MRI používají magnetické pole.
- Ve všech třech technikách se rozptyl hmoty provádí zářením; viditelné světlo nebo elektromagnetické záření.
- Všechny jsou neinvazivní techniky.
- Všechny tři techniky jsou založeny na excitaci hmoty v magnetickém poli.
- Tyto techniky se používají v diagnostice a strukturní analýze orgánů a buněk.
Jaký je rozdíl mezi ESR NMR a MRI?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
ESR NMR vs MRI |
|
Definice | |
ESR | Spektroskopie elektronové spinové rezonance (ESR) je technika, která využívá spřádání nepárového elektronu, který je v rezonanci a generuje spektrum založené na absorpci záření. |
NMR | Spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR) je rezonance, ke které dochází, když je nabité jádro umístěno do magnetického pole a je „zameteno“vysokofrekvenční frekvencí, která způsobuje „převrácení“jader. Tato frekvence se měří za účelem vytvoření spektra. |
MRI | Magnetická rezonance (MRI) je aplikace NMR, kde se intenzita záření používá k zachycení snímků orgánů v těle. |
Typ záření | |
ESR | ESR většinou používá mikrovlnné trouby. |
NMR | NMR používá rádiové vlny. |
MRI | MRI používá elektromagnetické záření, jako jsou gama paprsky. |
Cílený typ hmoty | |
EST | EST se zaměřuje na nepárové elektrony, volné radikály. |
NMR | NMR cílí na nabitá jádra. |
MRI | MRI cílí na nabitá jádra. |
Výstup generován | |
EST | ESR vytváří absorpční spektrum. |
NMR | NMR také generuje absorpční spektrum. |
MRI | MRI vytváří obrazy orgánů, buněk. |
Shrnutí - ESR vs NMR vs MRI
Spektroskopické techniky se široce používají v biochemické analýze molekul, sloučenin, buněk a orgánů, zejména při detekci nových buněk a maligních buněk v těle, a tím charakterizují jejich fyzikální vlastnosti. Tedy tři techniky; ESR, NMR a MRI mají velký význam, protože se jedná o neinvazivní spektroskopické techniky používané pro kvalitativní a kvantitativní interpretaci biomolekul. Hlavní rozdíl mezi ESR NMR a MRI je typ záření, které používají, a druh hmoty, na kterou cílí.
Stáhnout PDF verzi ESR vs NMR vs MRI
Můžete si stáhnout verzi tohoto článku ve formátu PDF a použít jej pro offline účely podle citací. Stáhněte si zde PDF verzi Rozdíl mezi ESR, NMR a MRI.