核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技術,是一種生物磁自旋成像技術,,利用原子核自旋運動的特點,在外加磁場內(nèi),,經(jīng)射頻脈沖激后產(chǎn)生信號,,用探測器檢測并輸入計算機,經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換在屏幕上顯示圖像,。核磁共振作為一種分析手段廣泛應用于物理,、化學、生物等領域,,到1973年才將它用于醫(yī)學臨床檢測,。核磁共振成像儀就是因這項技術而產(chǎn)生的儀器。它是繼CT后醫(yī)學影像學的又一重大進步,。自80年代應用以來,,它以極快的速度得到發(fā)展。為了避免與核醫(yī)學中放射成像混淆,,把它稱為核磁共振成像術(MRI),。
1.化學位移同一種核在分子中因所處的化學環(huán)境不同,使共振頻率發(fā)生位移的現(xiàn)象,?;瘜W位移產(chǎn)生的原因是分子中運動的電子在外磁場下對核產(chǎn)生的磁屏蔽。屏蔽作用的大小可用屏蔽因子σ來表示,。一般來說屏蔽因子σ是一個二階張量,,只有在液體中由于分子的快速翻滾,,化學位移的各向異性被平均,屏蔽因子才表現(xiàn)為一常量,。核磁共振的共振頻率:實際測定中化學位移是以某一參考物的譜線為標準,,其他譜線都與它比較,即以一無因次的量δ表示化學位移的大小,。常用參考物是四甲基硅(TMS),。H參考,H樣品分別是使參考物和被測樣品共振的磁場強度,,Ho是儀器工作的磁場強度,。v參考,v樣品分別是參考物和被測樣品的共振頻率Vo是儀器的工作頻率,,化學位移的單位是(ppm百萬分之一),。化學位移的大小受鄰近基團的電負性,、磁各向異性,、芳環(huán)環(huán)流、溶劑,、pH值,、氫鍵等許多因素的影響。其中有3種效應常被用于生物學研究,。
?、侪h(huán)流效應:生物分子中常有含大π共軛電子云的芳環(huán)或芳雜環(huán),如Phe,、His,、Tyr、Trp,、嘌呤,、嘧啶以及卟啉環(huán)。原子核相對于這些環(huán)的距離,,方位不同,,受大π電子云產(chǎn)生的附加磁場的影響不同,對各核化學位移的影響亦不同,。環(huán)流效應常用于生物分子的溶液構象研究,。
②順磁效應:Fe2(高自旋態(tài)),、CO2,、Mn2等順磁離子及有機自由基(自旋標記化合物)中的不成對電子對周圍核的化學位移及弛豫過程會有很大的影響,利用這個效應可研究順磁離子周圍基團的狀況,。
?、踦H滴定效應:在不同pH條件下,,各解離基團的解離狀況不一,造成附近基團有不同的化學環(huán)境,,從而使得化學位移隨pH變化,。