івні. Енергія даного фотона повинна точно відповідати різниці між цими двома станами. Енергія протона, Е, пов'язана з його частотою,, через постійну Планка (h = 6.626x10 -34 Дж с). p> E = h
У ЯМР та МРТ величина називається резонансної або частотою Лармора.
В
Діаграми енергетичних рівнів
Енергія двох станів спина може бути представлена ​​за допомогою діаграми енергетичних рівнів.
Відомо, що = B і E = H, тому, для того, щоб викликати перехід між двома спіновими станами, фотон повинен володіти енергією
E = h B
Коли енергія фотона відповідає різниці між двома станами спина, відбувається поглинання енергії. У ЯМР експериментах частота фотона відповідає радіочастотного (РЧ) діапазону. Для ядер водню в ЯМР-спектроскопії, знаходиться в межах 60 і 800 MГц. У клінічної МРТ, для відображення водню, як правило знаходиться між 15 і 80 MГц. <В
Стаціонарний МР метод
Найпростішим ЯМР дослідженням є стаціонарний МР (або свіп-МР) метод. Існують два шляху проведення цього експерименту. При першому, безперервне РЧ опромінення з постійною частотою, досліджує енергетичні рівні, в той час як магнітне полі варіюється. Енергія цієї частоти представлена ​​синьою лінією на діаграмі енергетичних рівнів.
Стаціонарний метод може також бути проведений з постійним магнітним полем, коли варіюється частота. Величина постійного магнітного поля представлена ​​становищем вертикальної синьою лінією на діаграмі енергетичних рівнів.
Статистика Больцмана
Коли кілька спинив поміщені в магнітне поле, кожен приймає одну з двох можливих орієнтацій.
При кімнатній температурі кількість спінів на нижньому енергетичному рівні, N + , незначно перевершує кількість на верхньому рівні N - . Статистика Больцмана показує, що
N - /N + = e -E/kT .
Е - різниця енергії між спіновими станами,
k - постійна Больцмана
(1.3805x10 -23 Дж/К) і Т - абсолютна температура.
При зменшенні температури зменшується відношення N - /N + . При збільшенні температури ставлення збільшується.
Сигнал у ЯМР-спектроскопії виходить з різниці між поглиненої енергією спинами, які піддалися переходу з більш низько енергетичного рівня на більш високий і енергією, испускаемой спинами, які одночасно перейшли з більш високого енергетичного рівня на більш низький. Сигнал пропорційний різниці у заселенні рівнів. ЯМР є досить чутливою спектроскопією, оскільки може розрізняти такі невеликі відмінності в заселенні. Резонанс або енергетичний обмін між спинами і спектрометром на певній частоті надають ЯМР таку чутливість.
Спінові пакети
Вельми обтяжливим є опис ЯМР на мікроскопічному рівні. Макроскопічна картина більш зручна. Першим кроком до створення макроскопічної картини в...
