Nøgleforskel – ESR vs NMR vs MRI
Spektroskopi er en kvantificeringsteknik, der bruges til at analysere organiske forbindelser og til at belyse deres struktur og karakterisere forbindelsen ud fra dens egenskaber. Den studerer, hvordan stråling spredes ved at ramme en overflade og interagerer med stof. Den type stråling, der anvendes i den spektroskopiske teknik, kan variere fra synligt lys til elektromagnetisk stråling. Den sag, som spektroskopisk analyse udføres på, kan også være forskellig. Afhængigt af den type stof, som stråling interagerer med, kan der være to hovedteknikker - ESR og NMR. Elektronspinresonansspektroskopi (ESR) identificerer elektronspinhastigheder i et molekyle, og kernemagnetisk resonansspektroskopi (NMR) bruger princippet om nuklear spredning ved udsættelse for stråling. Magnetic Resonance Imaging (MRI) er en form for NMR og en billeddannelsesteknik, der bruges til at bestemme strukturer og former for organer og celler ved hjælp af intensiteten af strålingsemissionen. Dette er den vigtigste forskel mellem ESR, NMR og MRI.
Hvad er ESR?
Electron Spin Resonance (ESR) Spektroskopi er primært baseret på spredning af mikrobølgestråling ved eksponering for en uparret elektron i et stærkt magnetfelt. Således kan organer eller celler, der indeholder uparrede, meget reaktive elektroner, såsom frie radikaler, påvises ved hjælp af denne metode. Derfor giver denne teknik nyttig og strukturel information om molekyler og kan bruges som en analysemetode til at udlede strukturel information om molekyler, krystaller, ligander i elektrontransport og kemiske reaktionsprocesser.
Figur 01: ESR-spektrometer
I ESR, når molekylet udsættes for et magnetfelt, vil molekylets energi opdeles i forskellige energiniveauer, og når den uparrede elektron, der er til stede i molekylet, absorberer strålingens energi, begynder elektronen at spinde, og disse roterende elektroner vekselvirker svagt med hinanden. Absorptionssignalerne måles for at belyse disse elektroners opførsel.
Hvad er NMR?
Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spektroskopi er en af de mest udbredte teknikker inden for biokemi og radiobiologi. I denne proces er ladede kerner målmaterialet for et molekyle, og dets excitation ved udsættelse for stråling måles i et magnetfelt. Frekvensen af den absorberede stråling genererer et spektrum, og kvantificeringen og den strukturelle analyse af det pågældende molekyle eller organ kan udføres.
Figur 02: NMR-spektrum
Stråling, der bruges i det meste af NMR-detektion, er gammastråling, da det er en højenergi ikke-ioniserende stråling. Spindingen af kernerne i magnetfeltet resulterer i to spin-tilstande: positivt spin og det negative spin. Det positive spin genererer et magnetfelt modsat det eksterne magnetfelt, mens det negative spin genererer et magnetfelt i retning af det eksterne magnetfelt. Energigabet, der svarer til dette, vil absorbere ekstern stråling og resultere i et spektrum.
Hvad er MRI?
Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) er en form for NMR, hvor intensiteten af den absorberede stråling bruges til at generere billeder af organer og cellulære strukturer. Dette er en ikke-invasiv teknik og bruger ingen skadelig stråling til påvisning. For at opnå en MR holdes patienten inde i et magnetisk kammer og behandles forud med intravenøse kontrastmidler for at få billedet klart.
Figur 03: MRI
Hvad er lighederne mellem ESR NMR og MRI?
- ESR, NMR og MRI bruger et magnetfelt.
- I alle tre teknikker sker spredningen af stof ved stråling; synligt lys eller elektromagnetisk stråling.
- Alle er ikke-invasive teknikker.
- Alle tre teknikker er baseret på excitation af stof i et magnetisk felt.
- Disse teknikker bruges i diagnostik og strukturel analyse af organer og celler.
Hvad er forskellen mellem ESR NMR og MRI?
ESR NMR vs MRI |
|
| Definition | |
| ESR | Electron Spin Resonance (ESR) Spektroskopi er den teknik, der bruger spinning af en uparret elektron, der er i resonans og genererer et spektrum baseret på absorption af stråling. |
| NMR | Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spektroskopi er den resonans, der opstår, når en ladet kerne placeres i et magnetisk felt og 'fejes' af en radiofrekvens, der får kernerne til at 'vende'. Denne frekvens måles for at danne et spektrum. |
| MRI | Magnetic Resonance Imaging (MRI) er en anvendelse af NMR, hvor intensiteten af strålingen bruges til at optage billeder af organer i kroppen. |
| Strålingstype | |
| ESR | ESR bruger for det meste mikrobølger. |
| NMR | NMR bruger radiobølger. |
| MRI | MRI bruger elektromagnetisk stråling såsom gammastråler. |
| Type of Matter Targeted | |
| EST | EST retter sig mod uparrede elektroner, frie radikaler. |
| NMR | NMR mål på ladede kerner. |
| MRI | MRI mål på ladede kerner. |
| Output genereret | |
| EST | ESR genererer et absorptionsspektrum. |
| NMR | NMR genererer også et absorptionsspektrum. |
| MRI | MRI producerer billeder af organer, celler. |
Opsummering – ESR vs NMR vs MRI
Spektroskopiske teknikker bruges i vid udstrækning i den biokemiske analyse af molekyler, forbindelser, celler og organer, især til at detektere nye celler og ondartede celler i kroppen og derved karakterisere deres fysiske egenskaber. Således er de tre teknikker; ESR, NMR og MRI er af stor betydning, da de er ikke-invasive spektroskopiske teknikker, der anvendes til kvalitativ og kvantitativ fortolkning på biomolekyler. Den største forskel mellem ESR NMR og MRI er den type stråling, de bruger, og den type stof, de målretter mod.
Download PDF-version af ESR vs NMR vs MRI
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnoter. Download venligst PDF-version her Forskel mellem ESR, NMR og MRI.
