Nøkkelforskjell – ESR vs NMR vs MRI
Spektroskopi er en kvantifiseringsteknikk som brukes til å analysere organiske forbindelser og for å belyse deres struktur og karakterisere forbindelsen basert på dens egenskaper. Den studerer hvordan stråling spres når den treffer en overflate og samhandler med materie. Typen stråling som brukes i den spektroskopiske teknikken kan variere fra synlig lys til elektromagnetisk stråling. Saken som spektroskopisk analyse utføres på kan også variere. Avhengig av typen materie som stråling samhandler med, kan det være to hovedteknikker - ESR og NMR. Elektronspinnresonansspektroskopi (ESR) identifiserer elektronspinnhastigheter i et molekyl, og kjernemagnetisk resonansspektroskopi (NMR) bruker prinsippet om kjernefysisk spredning ved eksponering for stråling. Magnetic Resonance Imaging (MRI) er en form for NMR og en avbildningsteknikk som brukes til å bestemme strukturene og formene til organer og celler ved å bruke intensiteten av strålingsutslippet. Dette er hovedforskjellen mellom ESR, NMR og MR.
Hva er ESR?
Electron Spin Resonance (ESR) Spektroskopi er primært basert på spredning av mikrobølgestråling ved eksponering for et uparet elektron i et sterkt magnetfelt. Dermed kan organer eller celler som inneholder uparrede, svært reaktive elektroner som frie radikaler oppdages ved hjelp av denne metoden. Derfor gir denne teknikken nyttig og strukturell informasjon om molekyler og kan brukes som en analysemetode for å utlede strukturell informasjon om molekyler, krystaller, ligander i elektrontransport og kjemiske reaksjonsprosesser.
Figur 01: ESR-spektrometer
I ESR, når molekylet utsettes for et magnetisk felt, vil energien til molekylet splittes i forskjellige energinivåer, og når det uparrede elektronet som er tilstede i molekylet absorberer energien til strålingen, begynner elektronet å spinne, og disse spinnende elektronene samhandler svakt med hverandre. Absorpsjonssignalene måles for å belyse oppførselen til disse elektronene.
Hva er NMR?
Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spektroskopi er en av de mest brukte teknikkene innen biokjemi og radiobiologi. I denne prosessen er ladede kjerner målmaterialet til et molekyl, og dets eksitasjon ved eksponering for stråling måles i et magnetfelt. Frekvensen til den absorberte strålingen genererer et spektrum og kvantifiseringen og strukturanalysen av det bestemte molekylet eller organet kan utføres.
Figur 02: NMR-spektrum
Stråling som brukes i de fleste NMR-deteksjon er gammastråling siden det er en høyenergi ikke-ioniserende stråling. Spinningen av kjernene i magnetfeltet resulterer i to spinntilstander: positivt spinn og det negative spinn. Det positive spinnet genererer et magnetfelt motsatt av det eksterne magnetfeltet, mens det negative spinnet genererer et magnetfelt i retning av det eksterne magnetfeltet. Energigapet som tilsvarer dette vil absorbere ekstern stråling og resultere i et spektrum.
Hva er MR?
Magnetic Resonance Imaging (MRI) er en form for NMR, der intensiteten av den absorberte strålingen brukes til å generere bilder av organer og cellulære strukturer. Dette er en ikke-invasiv teknikk og bruker ingen skadelig stråling for deteksjon. For å få en MR holdes pasienten inne i et magnetisk kammer og behandles på forhånd med intravenøse kontrastmidler for å få et tydelig bilde.
Figur 03: MRI
Hva er likhetene mellom ESR NMR og MR?
- ESR, NMR og MR bruker et magnetfelt.
- I alle tre teknikkene skjer spredning av materie ved stråling; synlig lys eller elektromagnetisk stråling.
- Alle er ikke-invasive teknikker.
- Alle tre teknikkene er basert på eksitasjon av materie i et magnetfelt.
- Disse teknikkene brukes i diagnostikk og strukturell analyse av organer og celler.
Hva er forskjellen mellom ESR NMR og MR?
ESR NMR vs MRI |
|
| Definition | |
| ESR | Electron Spin Resonance (ESR) Spektroskopi er teknikken som bruker spinning av et uparet elektron som er i resonans og genererer et spektrum basert på absorpsjon av stråling. |
| NMR | Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spektroskopi er resonansen som oppstår når en ladet kjerne plasseres i et magnetisk felt og «sveipes» av en radiofrekvens som får kjernene til å «flippe». Denne frekvensen måles for å danne et spektrum. |
| MRI | Magnetic Resonance Imaging (MRI) er en anvendelse av NMR, der intensiteten av strålingen brukes til å fange bilder av organer i kroppen. |
| Type of Radiation | |
| ESR | ESR bruker for det meste mikrobølger. |
| NMR | NMR bruker radiobølger. |
| MRI | MRI bruker elektromagnetisk stråling som gammastråler. |
| Type of Matter Målrettet | |
| EST | EST retter seg mot uparrede elektroner, frie radikaler. |
| NMR | NMR-mål mot ladede kjerner. |
| MRI | MRI-måler ladede kjerner. |
| Output generert | |
| EST | ESR genererer et absorpsjonsspektrum. |
| NMR | NMR genererer også et absorpsjonsspektrum. |
| MRI | MRI produserer bilder av organer, celler. |
Sammendrag – ESR vs NMR vs MRI
Spektroskopiske teknikker er mye brukt i biokjemisk analyse av molekyler, forbindelser, celler og organer, spesielt for å oppdage nye celler og ondartede celler i kroppen og derved karakterisere deres fysiske egenskaper. Dermed de tre teknikkene; ESR, NMR og MR er av stor betydning da de er ikke-invasive spektroskopiske teknikker som brukes for kvalitativ og kvantitativ tolkning på biomolekyler. Hovedforskjellen mellom ESR NMR og MR er typen stråling de bruker og typen materie de retter seg mot.
Last ned PDF-versjon av ESR vs NMR vs MRI
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitatnotater. Last ned PDF-versjon her Forskjellen mellom ESR, NMR og MR.
