NMRsystemen

NMRsystemen zijn onderzoeksinstrumenten die kernmagnetische resonantie (NMR) gebruiken om atoomkerns in moleculen te observeren en te karakteriseren. In een NMR-systeem wordt een sterk statisch magnetisch veld B0 opgelegd, waardoor de energieniveaus van kernen splitsen. Door radiogolven (RF-pulsen) toe te dienen en de radiogolfrespons te detecteren, levert het instrument informatie over structuur, compositie en dynamiek op moleculair niveau.

Belangrijkste componenten zijn een magneet (meestal supraleidend of permanent), een RF-systeem met zender en receiver en een detectie-probe met spoeltjes voor inductieve detectie. Voor MRI-systemen worden bovendien gradientcoils gebruikt om ruimtelijke positionsencode te creëren en shim-systemen om het veld homogeen te houden. NMR-systemen variëren van compacte benchtopapparatuur tot hoogveld-systemen (multi-tesla) en omvatten laboratoriumspectrometers voor oplossing- en vaste-fase NMR, evenals MRI-scanners voor beeldvorming.

NMR wordt toegepast in chemie, biochemie en farmacie voor structuurbepaling, zuiverheidsanalyse en dynamiekstudies. In de medische beeldvorming levert MRI met kernmagnetische resonantie gedetailleerde anatomische beelden en functionele informatie. In solid-state NMR (bijv. MAS) kunnen ongezworen monsters worden onderzocht; veelvoorkomende kernen zijn 1H, 13C, 15N en 31P.

Gegevens worden verwerkt met Fourier-transformatie en modellering van spectrale kenmerken zoals chemische verschuiving, koppeling (J-coupling) en T1/T2-relaxatie. Voordelen zijn niet-destructieve analyse en rijke structurele informatie; beperkingen omvatten hoge kosten, onderhoud, en veiligheidsrisico’s bij sterke magnetische velden en cryogene systemen.