NMR: Principles and Applications to Biomedical Research

رزونانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR) تأثیر بسیار زیادی بر تحقیقات زیست‌پزشکی در سطح علوم پایه و بالینی دارد. برای قدردانی از ظرافت و قدرت این فناوری، یک دیدگاه تاریخی لازم است. در سال 1924 پائولی پیشنهاد کرد که هسته های هیدروژن ممکن است دارای IIlOllent مغناطیسی باشند. این در واقع توسط خاخام در سال 1939 محدود شد که نشان داد پرتوی از مولکول‌های هیدروژن در حضور میدان مغناطیسی می‌تواند توسط میدان‌های فرکانس رادیویی که در فرکانس Iarmor تشدید می‌شوند جهش یابد. اولین آزمایش موفق NMR در ماده متراکم به طور مستقل در اواخر سال 1945 توسط Purcell، Torrey و PoUnd و توسط Bloch، Hansen و Packard انجام شد. گروه Ihe Purcell پروتون NMR را در پارافین جامد و گروه Bloch پروتون را در آب مایع تشخیص دادند. بلوخ و پرسل در سال 1952 به خاطر این مشاهدات جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند. تا حدود سال 1952، مطالعات مایعات و جامدات با خطوط تشدید گسترده بر حوزه NMR غالب بود. با این حال، گزارش‌های 3 1 P NMR در چندین corrpounds در سال 1949 توسط Khight، رزونانس 14 N در چندین یون توسط Proctor و Yu در سال 1950، و 19 F رزونانس در چندین corrpound در سال 1950 توسط Dickinson منجر به توسعه شد. NMR با وضوح بالا در Itquids. از آنجایی که حرکات مولکولی در مایعات منجر به خطوط بسیار باریکی در مقایسه با جامدات می شود، : جابجایی های شیمیایی بسیار کوچکتری قابل تشخیص است.

Nuclear magnetic resonance (NMR) is having an enormous liTIpact on biomedical research both at the basic science and clinical levels. In order to appreciate the elegance and power of this technology a historical perspective is in order. In 1924 Pauli suggested that hydrogen nuclei might possess a magnetic IIlOlllent. This was in fact confinned by Rabbi in 1939 who demonstrated that a beam of hydrogen molecules in the presence of a magnetic field could be mutated by radio frequency fields resonating at the Iarmor frequency. 'Ihe first successful NMR experiments in condensed matter were independently conducted in late 1945 by Purcell, Torrey and PoUnd and by Bloch, Hansen and Packard. 'Ihe Purcell group detected proton NMR in solid paraffin and the Bloch group detected proton in liquid water. Bloch and Purcell received the Nobel Prize in physics in 1952 for these observations . Until about 1952, studies of liquids and solids with broad resonance lines dominated the field of NMR. However, the reports of 3 1 P NMR chemical shifts in several corrpounds in 1949 by Khight, of 14 N resonances in several ions by Proctor and Yu in 1950, and of 1 9 F resonances in several corrpounds in 1950 by Dickinson led to the development of high resolution NMR in Itquids. since the molecular motions in liquids result in very narrow lines compared to those in solids, :much smaller chemical shifts could be detected.