NMR in Living Systems

در چهار دهه پس از کشف آن، تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR) به ابزاری ضروری برای به دست آوردن اطلاعات شیمیایی اغلب تبدیل شده است. با روش های دیگر غیر قابل دسترسی است. با توسعه ابزارهایی با قدرت میدان مغناطیسی به طور فزاینده ای، ادغام رایانه های قدرتمند و در دسترس بودن آرایه گسترده ای از نرم افزارهای انعطاف پذیر، برنامه ها و پیشرفت های جدید به سرعت گسترش یافته است. از جمله پیشرفت‌های جدید هیجان‌انگیزتر، استفاده از طیف‌سنجی NMR برای بررسی سیستم‌های بیولوژیکی است. ده سال گذشته شاهد پیشرفت فوق العاده ای در توسعه تکنیک های جدید تصویربرداری NMR و طیف سنجی برای کاربردهای تحقیقاتی و تشخیصی بوده است. توانایی بررسی فرآیندهای متابولیک و ساختار آناتومیکی سیستم‌های بیولوژیکی دست‌نخورده تحت شرایطی که کاملاً غیر مخرب و غیرتهاجمی هستند، به وضوح انگیزه زیادی برای فعالیت‌های شدید ایجاد شده در زمینه‌های پزشکی، رادیولوژی و پایه‌های وابسته را فراهم می‌کند. علوم پیشرفت‌های قابل توجهی در این دوره کوتاه انجام شده است: امروزه تصویربرداری NMR پروتون کل بدن، تعریف تشریحی بافت طبیعی و غیرطبیعی با کنتراست و حساسیت تشخیص را ارائه می‌کند که اغلب نسبت به توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس و سایر روش‌های تصویربرداری رقیب برتر است. مسیرهای بیوشیمیایی، با استفاده از طیف‌سنجی NMR از پروتون‌ها، هسته‌های کربن-13 و فسفر-31 در حیوانات زنده و انسان می‌توانند به آسانی با روش‌های سیم پیچ سطحی برای شناسایی متابولیت‌ها در مناطق محلی دنبال شوند. نشان دهنده اهمیت و پذیرش گسترده این تکنیک ها، رشد انفجاری است که ادبیات NMR تجربه می کند. این برای آینده خوب است.

In the four decades since its discovery nuclear magnetic resonance (NMR) has become an indispensable tool for obtaining chemical information often. inaccessible by other methods. With the development of instruments of increasingly higher magnetic field strengths, the integration of powerful computers and the availability of an expanding array of flexible software new applications and developments have proliferated rapidly. Among the more exciting new advances is the use of NMR spectroscopy to probe biological systems. The last ten years have witnessed tremendous progress in the development of new NMR imaging and spectroscopic techniques for research and diagnostic applications. The ability to investigate metabolic processes and anatomical structure of intact biological systems under conditions that are totally non-destructive and non-invasive clearly provides much of the impetus for the intense activity that has been generated in the fields of medicine, radiology and the allied basic sciences. Significant advances have been made in this brief period: Whole-body proton NMR imaging today provides anatomical definition of normal and abnormal tissue with a contrast and detection sensitivity often superior to those of X-ray computed tomography and other competing imaging methods. Biochemical pathways, using NMR spectroscopy of protons, carbon-13 and phosphorus-31 nuclei in live animals and man can readily be followed by surface-coil methods to detect metabolites in localized regions. Indicative of the importance and widespread acceptance of these techniques is the explosive growth that the NMR literature is experiencing. This augers well for the future.