Tekst źródłowy strony Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego

[[Plik:Modern 3T MRI.JPG|thumb|300px|Aparat [[Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego|MRI]]]]
[[Plik:Brain chrischan 300.gif|thumb|300px|Animowana sekwencja przekrojów strzałkowych ludzkiego mózgu wykonana techniką MRI]]
'''Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego''', '''spektroskopia MRJ''', '''spektroskopia NMR''' ([[skrótowiec]] z [[język angielski|ang.]] ''nuclear magnetic resonance'') – technika spektroskopowa obserwacji lokalnych [[Pole magnetyczne|pól magnetycznych]] wokół [[Jądro atomowe|jąder atomowych]]. Próbkę umieszcza się w polu magnetycznym, a sygnał NMR wytwarza się przez wzbudzenie próbki za pomocą [[Fale radiowe|fal radiowych]] w magnetycznym rezonansie jądrowym, który jest wykrywany przy użyciu czułych odbiorników radiowych. Wewnątrzcząsteczkowe pole magnetyczne wokół atomu w cząsteczce zmienia częstotliwość rezonansową, dając w ten sposób informację o szczegółach [[Konfiguracja elektronowa|struktury elektronowej]] cząsteczki i jej poszczególnych [[Grupa funkcyjna|grup funkcyjnych]]. Ponieważ pola są unikalne i wysoce charakterystyczne dla poszczególnych związków, w nowoczesnej praktyce [[Chemia organiczna|chemii organicznej]] spektroskopia NMR  jest rozstrzygającą metodą identyfikacji związków organicznych. Podobnie biochemicy używają NMR do identyfikacji [[Białka|białek]] i innych złożonych cząsteczek ({{link-interwiki|relaksometria|Q=Q7310885}}). Oprócz identyfikacji, spektroskopia NMR dostarcza szczegółowych informacji o strukturze, dynamice, stanie reakcji i środowisku chemicznym cząsteczek. Najbardziej rozpowszechnionymi typami NMR są spektroskopia protonowa i węglowa-13 NMR, ale ma ona zastosowanie do dowolnego rodzaju próbki zawierającej jądra posiadające niezerowy [[moment magnetyczny]].

Technika jest jedną z najczęściej stosowanych obecnie technik [[spektroskopia|spektroskopowych]] w [[Chemia|chemii]] i [[Medycyna|medycynie]].

Poza MRJ i NMR inne stosowane skróty w literaturze to: '''RM''' (rezonans magnetyczny)<ref>Potocznie w języku polskim „rezonans magnetyczny” z pominięciem słowa „jądrowy”, które większości ludzi może się źle kojarzyć (dlatego w medycynie zdecydowano się na krótszą nazwę oraz skrótowce RM i MR – w chemii używa się pełnej nazwy).</ref>, '''MR''' (ang. ''magnetic resonance'') i '''MRI''' (ang. ''magnetic resonance imaging''), często w znaczeniu „[[obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego]]”.

== Zastosowania ==
W [[Biochemia|biochemii]] wykorzystuje się tę metodę do oznaczania zawartości [[Woda|wody]] i [[Sucha masa|suchej substancji]] w [[Produkt spożywczy|produktach spożywczych]]. Wykorzystuje ona zjawisko pochłaniania energii [[pole elektryczne|pola elektromagnetycznego]] w zakresie [[fale radiowe|fal radiowych]] przez jądra atomów [[Wodór|wodoru]] (z wody) znajdujących się w badanym materiale. Metoda NMR jest jedną z dokładniejszych metod, dzięki której możemy otrzymać najwięcej powtarzających się wyników. Nadaje się ona do oznaczania zawartości wody w przedziale od 3 do 100%.

W medycynie zjawisko rezonansu magnetycznego stosuje się w jednej z technik [[tomografia|tomograficznych]], którą nazywa się [[Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego|obrazowaniem metodą rezonansu magnetycznego]].

== Podstawy fizyczne ==
Niezerowy [[spin (fizyka)|spin]] jądrowy ''s'' mają praktycznie wszystkie [[atom]]y o nieparzystej liczbie [[Nukleony|nukleonów]] (np. [[wodór]] <sup>1</sup>H, [[węgiel (pierwiastek)|węgiel]] <sup>13</sup>C, [[azot]] <sup>15</sup>N, [[tlen]] <sup>17</sup>O, [[fluor]] <sup>19</sup>F, [[sód]] <sup>23</sup>Na i [[fosfor]] <sup>31</sup>P). Nukleony o parzystej liczbie zarówno protonów jak i neutronów (np. [[Węgiel (pierwiastek)|węgiel]] <sup>12</sup>C, [[tlen]] <sup>16</sup>O, [[krzem]] <sup>28</sup>Si czy [[siarka]] <sup>32</sup>S) mają spin jądrowy dokładnie równy 0 (z powodu korzystnego energetycznie dla jądra zjawiska znoszenia się spinów). W bardzo dużym uproszczeniu spin jądrowy można sobie wyobrazić jako rotację [[jądro atomowe|jądra]] wokół własnej osi. Jest on związany z wewnętrznym [[moment pędu|momentem pędu]] jądra.

Podstawą zjawiska NMR jest oddziaływanie momentów magnetycznych jąder z wirującym polem magnetycznym w obecności stałego pola magnetycznego:
* stałe pole magnetyczne, które jest wytwarzane przez [[magnes]]y,
* wirujące pole magnetyczne o płaszczyźnie rotacji prostopadłej do osi stałego pola magnetycznego i ściśle określonej częstotliwości – szybkości rotacji (jego źródłem jest [[Promieniowanie elektromagnetyczne|fala elektromagnetyczna]] – oscylujące pole magnetyczne fali elektromagnetycznej jest złożeniem dwóch wirujących w przeciwnych kierunkach pól magnetycznych),

Według [[mechanika kwantowa|mechaniki kwantowej]] cząstka obdarzona spinem o wartości 1/2 może przyjąć jedną z dwóch pozycji względem dowolnego kierunku: np. zgodnie ze zwrotem wektora indukcji pola magnetycznego lub przeciwnie, energia cząstki w tych stanach jest różna, jeśli cząstka posiada niezerowy moment magnetyczny. W temperaturze różnej od [[zero bezwzględne|zera bezwzględnego]] cząstki zajmują oba stany z różnym prawdopodobieństwem opisanym [[Rozkład Boltzmanna|rozkładem Boltzmanna]]. W temperaturze pokojowej, w stanie [[Równowaga termodynamiczna|równowagi termodynamicznej]], prawdopodobieństwo zajęcia stanu o mniejszej energii jest tylko nieznacznie większe (ok. 1 na 100&nbsp;tys.). Ta nieznaczna różnica w liczbie obsadzeń powoduje powstanie makroskopowego [[Magnetyzacja|namagnesowania]].

Dodatkową wielkością, która służy do opisu zjawiska NMR, jest [[precesja Larmora]], będąca ruchem wektora [[magnetyzacja|magnetyzacji]] wokół kierunku pola magnetycznego. [[Fenomenologia|Fenomenologiczny]] opis ruchu wektora magnetyzacji opisany został w 1946 roku przez jednego z dwóch odkrywców NMR [[Felix Bloch|Felixa Blocha]] ([[równania Blocha]]).

Częstość obrotu momentu magnetycznego jest proporcjonalna do wartości stałego pola magnetycznego a [[Proporcjonalność prosta|współczynnikiem proporcjonalności]] jest tzw. współczynnik magnetogiryczny (giromagnetyczny). [[Częstość Larmora]] dana jest zależnością <math>\omega_L=-\gamma B.</math>

Aby zmienić stan momentu magnetycznego, wprowadza się zmienne pole magnetyczne o częstości równej precesji Larmora i skierowane w kierunku prostopadłym do stałego pola magnetycznego. [[Rezonans]] polega na tym, że częstości Larmora (zależna od własności cząstki i stałego pola magnetycznego) i pola wirującego są równe lub z punktu widzenia cząstki, tylko dla częstości rezonansowej wirującego pola „widzi” ona dodatkowe statyczne pole, tzw. pole efektywne, dookoła którego również zaczyna się kręcić (w wirującym własnym układzie odniesienia cząstki pojawia się słabe statyczne pole magnetyczne – moment magnetyczny cząstki zaczyna wirować z małą prędkością proporcjonalną do wielkości pola). Ze względu na fakt, że wirujące pole jest bardzo słabe w stosunku do pola stałego częstość [[precesja|precesji]] jest w zakresie kilku kHz.

W ten oto sposób można zmienić orientację spinu, a tym samym kierunek całej magnetyzacji – jednak ze względu na skalę efektu NMR jest to zmiana niezwykle mała. Rejestracja sygnału NMR polega na obróceniu magnetyzacji na płaszczyznę, w której znajduje się cewka odbiorcza (płaszczyzną detekcji jest płaszczyzna prostopadła do pola stałego). Obracająca się w płaszczyźnie detekcji magnetyzacja indukuje w cewce prąd, który może być zarejestrowany przez aparaturę. Sygnały NMR są niezwykle słabe.

Historyczna już metoda NMR, tzw. metoda fali ciągłej (ang. ''Continuous Wave'' – CW), obserwowała jedynie absorpcję pola o częstościach radiowych, w tym celu płynnie zmieniano [[pole magnetyczne]] przy stałej częstotliwości pola radiowego (lub odwrotnie). Współczesne metody impulsowe stosują krótkie [[Impuls (teoria sygnałów)|impulsy]] pola, nazywane potocznie radioimpulsami. Najczęściej stosuje się częstotliwości radiowe w zakresie od 16 MHz do 1 GHz. Dla protonów w [[Izotopy|izotopie]] <sup>1</sup>H umieszczonych w polu magnetycznym B&nbsp;=&nbsp;1 [[Tesla (jednostka)|T]] radioimpuls ma częstotliwość około 40 MHz.

Najczęstsze radioimpulsy to <math>\pi/2</math> i <math>\pi.</math> Obracają one magnetyzację o kąty odpowiednio 90 i 180° w stosunku do osi stałego pola. Radioimpuls 90° zamienia populacje w koherencje, ponieważ spiny znajdują się w płaszczyźnie ''XY''. Radioimpuls 180° odwraca stosunek obsadzeń populacji, a spiny i magnetyzacja skierowane odwrotnie do zwrotu stałego pola magnetycznego.

Cewka nadawczo-odbiorcza spektroskopu umożliwia rejestrację sygnału zaniku swobodnej precesji (ang. ''Free Induction Decay'' – FID), który niesie w sobie informację przede wszystkim o różnych częstościach [[Precesja Larmora|precesji Larmora]], które to uzyskuje się wprost z [[Transformacja Fouriera|transformacji Fouriera]] sygnału zaniku swobodnej precesji.

Widmo [[sygnał]]u FID niesie również informację o oddziaływaniach spinowych oraz o procesach relaksacji (pośrednio o [[dynamika molekularna|dynamice molekularnej]]). Oddziaływania spinowe to przede wszystkim oddziaływania spinów jądrowych z dodatkowym polem magnetycznym, zmieniającym warunki rezonansowe w poszczególnych obszarach próbki. Dodatkowe pole, tzw. pole lokalne, wytworzone jest przez obsadzone [[orbital]]e elektronowe (przesunięcie chemiczne) oraz na skutek oddziaływań spinów z otoczeniem, którymi są sąsiadujące spiny. Stąd też duże znaczenie NMR w chemii. Do najważniejszych oddziaływań spinowych zaliczamy: pośrednie oddziaływanie spinów jądrowych poprzez [[wiązanie chemiczne]] (polaryzacja spinów elektronowych) tzw. oddziaływanie skalarne, oddziaływanie bezpośrednie oddziaływanie spin-spin i kilka innych, znacznie słabszych oddziaływań.

Sygnał FID (zaniku swobodnej precesji) zanika głównie na skutek procesów relaksacyjnych. Podstawowe procesy relaksacji to tzw. relaksacja typu spin-spin (relaksacja poprzeczna) oraz relaksacja typu spin-sieć (relaksacja podłużna). Za zanik magnetyzacji ze stałą czasową relaksacji podłużnej odpowiadają w głównej mierze niejednorodności pola magnetycznego, procesy transportu oraz procesy wymiany chemicznej. Relaksacja poprzeczna to powrót układu spinów do równowagi termodynamicznej, opisanej [[rozkład Boltzmanna|statystyką Boltzmanna]].

Dzięki obrazowaniu MRI (ang. ''Magnetic Resonance Imaging''), NMR jest dzisiaj podstawową metodą diagnostyczną. Podstawą [[Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego|obrazowania]] jest wykorzystanie tzw. gradientów pola magnetycznego, które różnicują stałe pole wewnątrz obrazowanego obiektu. Zróżnicowanie pola i radioimpulsy o odpowiednio dobranym [[Widmo (spektroskopia)|widmie]], pozwalają na spełnienie selektywnych warunków [[rezonans]]owych i rejestrację sygnału z wybranych fragmentów obiektu.

== Przesunięcie chemiczne ==
W przypadku substancji składającej się wyłącznie z jednego rodzaju atomów – np. gazowego [[Wodór|wodoru]], generowane w warunkach eksperymentu NMR widmo promieniowania elektromagnetycznego składa się zazwyczaj z jednej ostrej linii, bo wszystkie jądra są jednakowe i znajdują się w tym samym polu magnetycznym.

W przypadku substancji składającej się z bardziej złożonych cząsteczek np. [[etanol]]u, różne atomy wodoru obecne w tej cząsteczce będą wysyłały [[Oddziaływanie elektromagnetyczne|promieniowanie elektromagnetyczne]] o nieco innej [[Częstotliwość|częstotliwości]]. Wynika to z efektu ekranowego [[elektron]]ów znajdujących się wokół tych jąder. Elektrony są również w stałym ruchu i także są obdarzone ładunkiem elektrycznym, dlatego ich ruch generuje pole magnetyczne, o innej biegunowości niż zewnętrzne pole magnetyczne generowane przez aparat NMR.

W rezultacie jądra atomów znajdują się faktycznie w nieco innym polu, niż to generowane przez aparat NMR. Polu będącym wypadkową pola aparatu i pola generowanego przez elektrony. To wypadkowe pole jest różne dla każdego z jąder atomów tworzących daną [[cząsteczka|cząsteczkę]], bo wokół każdego z nich jest inny zbiór elektronów, wynikający z układu [[wiązanie chemiczne|wiązań chemicznych]]. Powoduje to, że ten sam rodzaj jąder (np. wodoru), ale umieszczonych w innych miejscach cząsteczki, generuje w warunkach NMR promieniowanie elektromagnetyczne o nieco innej częstotliwości, i w rezultacie w widmie otrzymuje się zbiór ostrych sygnałów, których liczba odpowiada liczbie różnych chemicznie atomów występujących w danej cząsteczce. Jądra magnetyczne w cząsteczce absorbujące promieniowanie o tej samej częstotliwości nazywane są jądrami '''równocennymi chemicznie'''.

Położenie sygnału w widmie NMR jest określane za pomocą tzw. przesunięcia chemicznego. Przesunięcie chemiczne <math>\delta</math> jest podzieloną przez [[Częstotliwość nośna|częstotliwość nośną]] spektrometru NMR <math>\nu_\mathrm{NMR}</math> i pomnożoną przez czynnik 10<sup>6</sup> różnicą między częstotliwością absorpcji danego typu jąder chemicznych w substancji badanej <math>\nu_{X(\mathrm s)}</math> a częstotliwością [[Absorpcja (optyka)|absorpcji]] tych jąder w substancji wzorcowej <math>\nu_{X(\mathrm w)}{:}</math>
:: <math>\delta = \frac{\nu_{X(\mathrm s)} - \nu_{X(\mathrm w)}}{\nu_\mathrm{NMR}} \cdot 10^6.</math>

Przesunięcia chemiczne w NMR wyraża się w ''[[Sposoby zapisu bezwymiarowego stosunku dwóch wielkości|ppm]]''.

Zakresy wartości przesunięć chemicznych odpowiadające absorpcji przez jądra znajdujące się w otoczeniu określonych grup chemicznych są stabelaryzowane. Porównanie zarejestrowanych przesunięć chemicznych z wartościami tablicowymi umożliwia identyfikację struktury chemicznej badanego związku.

'''Substancja wzorcowa''' w spektroskopii NMR powinna być niereaktywna, tania, powinna absorbować promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie, w którym nie absorbują go substancje badane i dobrze rozpuszczać się w rozpuszczalnikach stosowanych do pomiarów. Substancją wzorcową w przypadku spektroskopii ¹H NMR i <sup>13</sup>C NMR jest [[tetrametylosilan]] Si(CH<sub>3</sub>)<sub>4</sub> (TMS).

Protonowe widma NMR (¹H NMR) zapisuje się w tzw. skali <math>\delta,</math> której zerem jest absorpcja protonów tetrametylosilanu, przy czym widma rysuje się tak, że przesunięcia chemiczne zmniejszają się od lewej do prawej strony widma (duże wartości <math>\delta</math> są po lewej stronie widma, a zero po prawej). Patrząc od lewej do prawej strony widma, rośnie ekranowanie jąder magnetycznych (im bardziej w prawo, tym jądra te są silniej „przesłaniane” przez elektrony). Dawniej stosowano również inną skalę, tzw. skalę <math>\tau,</math> której wartości (również wyrażane w ppm) rosły od lewej do prawej strony widma, a protony TMS w tej starej skali absorbowały przy 10 ppm:
:: <math>\tau = 10 - \delta.</math>

Obecnie skala τ praktycznie nie jest już stosowana, można ją jednak spotkać w większości prac z lat 60. XX wieku.

== Stałe sprzężeń ==
{{Osobny artykuł|Jądrowa stała sprzężenia spinowo-spinowego}}
Przesłanianie jąder magnetycznych przez elektrony nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na kształt widma NMR. Drugim bardzo istotnym czynnikiem są oddziaływania między sąsiadującymi jądrami, tzw. '''sprzężenia spinowo-spinowe'''. Charakteryzowane są one tzw. '''stałymi sprzężeń ''J''''' (wyrażane w Hz). Podając stałą sprzężeń, podaje się zwykle liczbę wiązań oddzielających sprzęgające się jądra oraz rodzaj jąder. I tak na przykład zapis <sup>3</sup>''J''<sub>CC</sub> oznacza stałą sprzężenia przez trzy wiązania między dwoma jądrami węgla (izotop <sup>13</sup>C). Stałe sprzężeń <sup>2</sup>''J''<sub>HH</sub> nazywa się stałymi '''geminalnymi''' (protony przy tym samym atomie węgla, od łac. ''gemini'' = bliźniacy), a <sup>3</sup>''J''<sub>HH</sub> stałymi '''wicynalnymi''' (łac. ''vicinus'' = sąsiad).

W wyniku oddziaływania spinowo-spinowego pojedyncze sygnały NMR odpowiadające jądrom równocennym chemicznie ulegają '''rozszczepieniu''' na '''multiplety'''. W widmach protonowych, gdy różnice między przesunięciami chemicznymi sprzęgających się sygnałów są duże w porównaniu ze stałymi sprzężeń, wielkość stałej sprzężenia daje się łatwo odczytać z odległości między sygnałami w multiplecie. Dodatkowo liczba sygnałów multipletu umożliwia stwierdzenie z iloma jądrami sprzęga się dane jądro magnetyczne. Są to tzw. proste układy spinowe.

Jeżeli jednak odległość między sygnałami jest porównywalna ze stałą sprzężeń problemem może okazać się wyznaczenie nie tylko stałych sprzężeń, ale również i samych przesunięć chemicznych (tzw. widma silnie sprzężone). Do przypisywania sygnałów w takich widmach stosuje się wiele złożonych technik NMR, czasem w połączeniu z [[Chemia obliczeniowa|obliczeniami chemii kwantowej]].

Stałe sprzężeń można korelować z budową przestrzenną cząsteczki (np.: korelacja stałych sprzężeń między protonami przez trzy wiązania <sup>3</sup>''J''<sub>HH</sub> i kątów dwuściennych – tzw. '''zależność Karplusa''').

Ciekawym, a stosunkowo słabo poznanym zjawiskiem są tzw. '''sprzężenia przez przestrzeń'''. Zwykle sprzężenia spinowo-spinowe w NMR są przenoszone przez układ wiązań między atomami, przy czym sprzężenia przez cztery wiązania są często poniżej poziomu detekcji. W niektórych jednak cząsteczkach liczba wiązań między dwoma sprzęgającymi się jądrami magnetycznymi jest bardzo duża, a mimo to obserwuje się wyraźne sprzężenia. Zwykle dzieje się tak, jeśli odległość w przestrzeni między sprzęgającymi się jądrami jest niewielka. Takie sprzężenia muszą być więc przenoszone przez przestrzeń (zob. też [[Jądrowy efekt Overhausera|NOE]]).

[[Plik:Widmo1HNMR.png|thumb|center|650px|Przykład widma ¹H NMR, wykonanego z użyciem aparatu Bruker DRX500, w [[Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych Polskiej Akademii Nauk|CBMiM PAN]], w cieczy (trietoksy-1-oktylosilan zanieczyszczony toluenem i izomerami oktenu)]]

== Rodzaje widm NMR ==
* [[Widmo (spektroskopia)|Widma]] jednowymiarowe w fazie ciekłej – analizowana próbka musi być ciekła (sama substancja może być ciekła lub stała, ale do analizy należy ją rozpuścić w rozpuszczalniku deuterowanym, tj. takim, w którym wszystkie lub możliwie wiele protonów zostało zastąpionych [[deuteron]]em). Zabieg ten wykonuje się z dwóch powodów. Pierwszy, to konieczność rozcieńczenia protonów przy wykonywaniu widm ¹H. Drugi, to wykorzystanie sygnału deuteru (deuteron też jest jądrem magnetycznie czynnym) do stabilizacji częstotliwości podstawowej spektrometru NMR. Najczęściej rejestruje się widma [[wodór|wodoru]] ¹H, [[Węgiel (pierwiastek)|węgla]] <sup>13</sup>C i [[fosfor]]u <sup>31</sup>P.

* Widma w fazie ciekłej, wielowymiarowe – analizowana substancja musi być rozpuszczona w rozpuszczalniku deuterowanym. Rejestruje się jednocześnie widma pochodzące od dwóch lub więcej rodzajów atomów, co umożliwia obserwację interferencji i sprzężeń między widmami generowanymi przez różne atomy w cząsteczce. Poza tym dosyć często stosuje się [[Dwuwymiarowa korelacyjna spektroskopia NMR|widma korelacyjne]] uwzględniające [[jądrowy efekt Overhausera]] co pozwala na określanie z dosyć dobrą skutecznością faktycznych odległości przestrzennych pomiędzy oddziaływających ze sobą w ten sposób [[jądro atomowe|jądrami]]. Widma tego typu są szczególnie przydatne w ustalaniu przestrzennej struktury cząsteczek o złożonej budowie.

* Widma w fazie stałej – analizowana substancja jest [[Ciało stałe|ciałem stałym]] – umożliwia ona np. obserwację sposobu uporządkowania kryształów. Ze względu na to, że w ciele stałym praktycznie każdy atom jest w nieco innym otoczeniu chemicznym jest to technika trudna, wymagająca m.in. stosowania „tricków” z wycinaniem szumu z widm.

Podstawową techniką rejestracji widm w fazie stałej jest technika '''CP-MAS''' (ang. ''Cross Polarization Magic Angle Spinning''). W technice tej wykorzystuje się zjawisko cross-polaryzacji, czyli „przeniesienia” polaryzacji z jądra protonu (bardzo czuły) na mniej czułe jądra, np.: <sup>13</sup>C, <sup>14</sup>N, <sup>29</sup>Si. Wykorzystanie tego zjawiska podnosi w znacznym stopniu czułość pomiaru. Aby otrzymane widma miały dobrą rozdzielczość, wykorzystuje się wirowanie próbki pod kątem 54°44,1′, tzw. '''kątem magicznym''' (ang. ''magic angle'') (w stosunku do pola magnetycznego B<sub>0</sub>). Sproszkowana, krystaliczna, amorficzna próbka jest ustawiona pod „magicznym kątem” do pola magnetycznego i obracana z szybkością ponad 5 kHz.

Spektroskopia '''¹H NMR stanu stałego''' jest metodą trudniejszą niż '''<sup>13</sup>C''' z powodu większej liczby izotopów [[wodór|wodoru]], które dają więcej oddziaływań wzajemnych: protonowych, homojądrowych i dipolarnych. Problem ten również został rozwiązany poprzez metodę zwaną '''CRAMPS''' (ang. ''Combined Rotational and Multiple Pulse Microscopy''). Podobne rezultaty uzyskano poprzez redukcję liczby protonów w wyniku podstawienia deuterem. Jest to tak zwane spinowe rozcieńczenie deuterowe (ang. ''Deuterium Spin Dilution''), które jest często łączone z metodą „Magic Angle Spinning”.

Obecnie możliwe są pomiary przy prędkości wirowania próbki do 35 kHz. Otrzymane w ten sposób widma fazy stałej są już bardzo podobne do widm uzyskanych w fazie ciekłej.

== Właściwości magnetyczne typowych jąder wykorzystywanych w spektroskopii NMR<ref>[[CRC Handbook of Chemistry and Physics]] 65Th Ed {{ISBN|0849304652}}.</ref> ==
{| class="wikitable" align="center"
! [[Izotopy|Izotop]]
! Występowanie<br />w przyrodzie<br />(%)
! Liczba<br />[[Spin (fizyka)|spinowa]]<br />l
! [[Magnetyczny moment dipolowy|Moment<br />magnetyczny]]<br />μ<ref>Wyrażany w jednostkach [[magneton jądrowy|magnetonu jądrowego]].</ref><br />
! [[Elektryczny moment kwadrupolowy|Elektryczny<br />moment<br />kwadrupolowy]]<br />([[Ładunek elektryczny elementarny|''e'']]×10<sup>−24</sup> cm²)
! [[Częstotliwość]]<br />absorpcji<br />w polu 7 [[Tesla (jednostka)|T]]<br />(MHz)
! Względna<br />czułość
|-
| <sup>1</sup>H || 99,984 || 1/2 || 2,79628 || || 300,13 || 1
|-
|<sup>2</sup>H || 0,016 || 1 || 0,85739 || 2,8 × 10<sup>−3</sup> || 46,07 || 0,0964
|-
| <sup>10</sup>B || 18,8 || 3 || 1,8005 || 7,4 × 10<sup>−2</sup> || 32,25 || 0,0199
|-
| <sup>11</sup>B || 81,2 || 3/2 || 2,6880 || 2,6 × 10<sup>−2</sup> || 96,29 || 0,165
|-
| <sup>12</sup>C || 98,9 || 0 || || || ||
|-
| <sup>13</sup>C || 1,1 || 1/2 || 0,70220 || || 75,47 || 0,0159
|-
| <sup>14</sup>N || 99,64 || 1 || 0,40358 || 7,1 × 10<sup>−2</sup> || 21,68 || 0,00101
|-
| <sup>15</sup>N || 0,37 || 1/2 || −0,28304 || || 30,41 || 0,00104
|-
| <sup>16</sup>O || 99,76 || 0 || || || ||
|-
| <sup>17</sup>O || 0,0317 || 5/2 || −1,8930 || −4,0 × 10<sup>−3</sup> || 40,69 || 0,0291
|-
| <sup>19</sup>F || 100 || 1/2 || 2,6273 || || 282,40 || 0,834
|-
| <sup>28</sup>Si || 92,28 || 0 || || || ||
|-
| <sup>29</sup>Si || 4,70 || 1/2 || −0,55548 || || 59,63 || 0,0785
|-
| <sup>31</sup>P || 100 || 1/2 || 1,1205 || || 121,49 || 0,0664
|-
| <sup>35</sup>Cl || 75,4 || 3/2 || 0,92091 || −7,9 × 10<sup>−2</sup> || 29,41 || 0,0047
|-
| <sup>37</sup>Cl || 24,6 || 3/2 || 0,68330 || −6,2 × 10<sup>−2</sup> || 24,48 || 0,0027
|}

<sup>1</sup>H, <sup>13</sup>C, <sup>15</sup>N, <sup>19</sup>F i <sup>31</sup>P są jądrami o największym znaczeniu w spektroskopii NMR:
* <sup>1</sup>H z uwagi na dużą czułość i występowanie w licznych związkach chemicznych,
* <sup>13</sup>C ze względu na to, że węgiel jest głównym składnikiem związków organicznych (mimo iż <sup>13</sup>C ma niewielką zawartość w stosunku do izotopu <sup>12</sup>C, którego spin równy jest zero, i jest nieaktywny w NMR),
* <sup>15</sup>N z uwagi na występowanie azotu w kluczowych w biochemii związkach: [[białka]]ch i [[Kwas deoksyrybonukleinowy|DNA]] (mimo iż <sup>15</sup>N ma znikomą zawartość w stosunku do izotopu <sup>14</sup>N, który ma niezerowy moment kwadrupolowy, co powoduje poszerzenie sygnałów NMR),
* <sup>19</sup>F z uwagi na dużą czułość,
* <sup>31</sup>P z uwagi na częste występowanie we związkach organicznych (w tym [[Kwas deoksyrybonukleinowy|DNA]]) i dość dużą czułość.

== Zobacz też ==
{{commons|Magnetic resonance imaging}}
{{commonscat|Nuclear magnetic resonance equipment|Sprzęt do magnetycznego rezonansu jądrowego}}
{{wikibooks|Magnetyczny rezonans jądrowy w chemii organicznej|Magnetyczny rezonans jądrowy w chemii organicznej}}
* [[skrótowce w technikach NMR|skróty literowe w technikach MRJ]]
* [[PET-MRI]]
* {{link-interwiki|Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego białek|Q=Q864267}}
* {{link-interwiki|Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego kwasów nukleinowych|Q=Q7068137}}
* {{link-interwiki|Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego węglowodanów|Q=Q7068136}}
* [[Dwuwymiarowa korelacyjna spektroskopia NMR|Dwuwymiarowa korelacyjna spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego]] 

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

== Linki zewnętrzne ==
* [https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/bitstream/handle/item/276988/kaczor_chruszcz-lipska_spektroskopia_magnetycznego_rezonansu_jadrowego_2005.pdf?sequence=1&isAllowed=y Repozytorium otwartego dostępu do dorobku naukowego i dydaktycznego UJ: Agnieszka Kaczor, Katarzyna Chruszcz-Lipska, Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, s. 113–139]
* {{Cytuj stronę | url = http://www.staff.amu.edu.pl/~marekn/laboratoria-nmr-w-polsce/ | tytuł = Lista laboratoriów spektroskopii MRJ | opublikowany = staff.amu.edu.pl | archiwum = https://web.archive.org/web/20140221223435/http://www.staff.amu.edu.pl/~marekn/laboratoria-nmr-w-polsce/ | zarchiwizowano = 2014-02-21}} w Polsce
* {{cytuj stronę|url=http://chem.ch.huji.ac.il/nmr/index.html|tytuł=The NMR Lab|autor=Roy Hoffman|data=2011-06-28 (data ostatniej aktualizacji)|opublikowany=The Hebrew University|język=en|data dostępu=2012-04-24}}

{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Rezonans magnetyczny]]
[[Kategoria:Spektroskopia NMR| ]]
[[Kategoria:Obrazowanie medyczne]]