ชุดนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโกปี (NMR)

Fundamental principles of Nuclear Magnetic Resonance (NMR)

Item No. P5942100

นิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโกปี (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: NMR) เป็นเทคนิคทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติแม่เหล็กของนิวเคลียสอะตอมบางชนิดในการให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างและพลวัตของโมเลกุล

นิวเคลียสอะตอมบางชนิดมีโมเมนต์แม่เหล็ก เนื่องจากมีสปิน (spin) ซึ่งเป็นสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของอนุภาคที่มีขนาดเล็ก เมื่อนิวเคลียสเหล่านี้อยู่ในสนามแม่เหล็กภายนอก โมเมนต์แม่เหล็กจะเอียงไปตามสนามแม่เหล็ก โมเมนต์แม่เหล็กเหล่านี้สามารถดูดซับพลังงานจากคลื่นวิทยุที่มีความถี่เฉพาะ ซึ่งจะส่งผลให้โมเมนต์แม่เหล็กเปลี่ยนทิศทางไปอยู่ตรงข้ามกับสนามแม่เหล็กภายนอก

NMR มีการใช้งานในหลากหลายสาขาทางวิทยาศาสตร์ รวมถึง:

• เคมี: NMR ใช้ในการระบุโครงสร้างโมเลกุลและศึกษาปฏิกิริยาเคมี
• ชีววิทยา: NMR ใช้ในการศึกษาโครงสร้างและการทำงานของโปรตีน กรดนิวคลีอิก และโมเลกุลชีวภาพอื่นๆ
• การแพทย์: NMR ใช้ในการวินิจฉัยโรค เช่น มะเร็งและโรคหัวใจ
• วัสดุศาสตร์: NMR ใช้ในการศึกษาโครงสร้างและสมบัติของวัสดุต่างๆ

Tasks

1. Tune the system frequency to the Larmor frequency
2. Set the HF (High Frequency) pulse duration to determine the flip angle of the magnetisation vector
3. Determine effects of the substance quantity on the FID signal (Free Induction Decay) amplitude
4. Minimise magnetic field inhomogeneities via a superimposed magnetic field (shim)
5. Retrieve a relaxated FID signal via a spin echo flipping nuclear spins by 180°
6. Improve the signal-to-noise ratio (SNR) of the FID signal

Learning objectives

• Nuclear spins
• Atomic nuclei with a magnetic moment
• Precession of nuclear spins
• Magnetisation
• Resonance condition, MR frequency
• MR flip angle
• FID signal (Free Induction Decay)
• Spin echo
• Relaxation times (T1: longitudinal magnetisation, T2: transverse magnetisation)
• Signal-to-noise ratio
• Software included. Computer not provided.