NMRapplikationer

NMR-applikationer behandlar kärnmagnetisk resonans som analytiskt verktyg inom kemi, biologi, materialvetenskap och medicin. Genom att mäta hur kärnor i molekyler svarar på radiovågor i ett starkt magnetfält får man information om kemisk miljö, struktur och dynamik. Metoden är i regel icke-förstörande och fungerar både för flytande prover och fasta material.

I flytande NMR används lösningar av organiska molekyler och biomolekyler för att bestämma struktur och interaktioner. Två- och flerdimensionella tekniker (t.ex. 2D/3D NMR, HSQC, HMBC) möjliggör detaljerad resonanskarta. Reaktionsmonitorering, kvantitativ analys och metabolomik är vanliga tillämpningar; diffusion- och relaxation-mått ger information om storlek och dynamik.

I solid-state NMR används MAS och CP/MAS för studier av kristallina och amorfa ämnen, polymerer och katalysatorer. Tekniken avslöjar lokal struktur, interaktioner och dynamik i material där lösnings-NMR inte fungerar.

MRI används kliniskt och inom forskning för avbildning av vävnad och organ. Tekniken omfattar strukturavbildning, funktionell MRI (fMRI) och diffusion MRI, samt magnetresonans-spektroskopi (MRS) som mäter koncentrationer av metaboliter i vävnad.

Väsentliga begrepp är kemiskt skift, J-koppling och NOE samt relaxation-tiderna T1 och T2. Multidimensionella spektra används för detaljerad strukturuppbyggnad. För att öka känsligheten används tekniker som isotopmärkning och högre fältstyrkor eller tekniker som DNP. Fördelarna inkluderar icke-förstörande analys, men begränsningarna är relativt låg känslighet och kostnader samt krav på specialiserad utrustning.