Differenza tra ESR NMR e MRI

Differenza chiave - ESR vs NMR vs MRI
 

La spettroscopia è una tecnica di quantificazione utilizzata per analizzare i composti organici e per chiarirne la struttura e caratterizzare il composto in base alle sue proprietà. Studia come la radiazione viene dispersa colpendo una superficie e interagendo con la materia. Il tipo di radiazione utilizzata nella tecnica spettroscopica può differire dalla luce visibile alla radiazione elettromagnetica. Anche la materia su cui viene eseguita l'analisi spettroscopica può differire. A seconda del tipo di materia con cui la radiazione interagisce, possono esserci due tecniche principali: ESR e NMR. La spettroscopia di risonanza elettronica degli elettroni (ESR) identifica le velocità di spin degli elettroni in una molecola e la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) utilizza il principio della dispersione nucleare dopo esposizione alle radiazioni. La risonanza magnetica (MRI) è una forma di NMR e una tecnica di imaging utilizzata per determinare le strutture e le forme di organi e cellule utilizzando l'intensità dell'emissione di radiazioni. Questa è la differenza chiave tra ESR, NMR e MRI.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è l'ESR
3. Cos'è l'NMR
4. Cos'è la risonanza magnetica
5. Somiglianze tra ESR NMR e MRI
6. Confronto affiancato - ESR vs NMR vs MRI in forma tabulare
7. Sommario

Cos'è l'ESR?

Spettroscopia a risonanza elettronica (ESR) La spettroscopia si basa principalmente sulla dispersione della radiazione a microonde dopo l'esposizione a un elettrone spaiato in un forte campo magnetico. Pertanto, gli organi o le cellule che contengono elettroni spaiati altamente reattivi come i radicali liberi possono essere rilevati utilizzando questa metodologia. Pertanto, questa tecnica fornisce informazioni utili e strutturali delle molecole e può essere utilizzata come metodo di analisi per dedurre informazioni strutturali di molecole, cristalli, ligandi nel trasporto di elettroni e processi di reazione chimica.

Figura 01: Spettrometro ESR

In ESR, quando la molecola è soggetta a un campo magnetico, l'energia della molecola si scinde in vari livelli di energia e una volta che l'elettrone spaiato presente nella molecola assorbe l'energia della radiazione, l'elettrone inizia a girare e questi elettroni rotanti interagire debolmente l'uno con l'altro. I segnali di assorbimento sono misurati per chiarire il comportamento di questi elettroni.

Cos'è l'NMR?

La spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (NMR) è una delle tecniche più utilizzate in biochimica e radiobiologia. In questo processo, i nuclei carichi sono il materiale bersaglio di una molecola e la sua eccitazione dopo l'esposizione alle radiazioni viene misurata in un campo magnetico. La frequenza della radiazione assorbita genera uno spettro e la quantificazione e l'analisi strutturale della particolare molecola o dell'organo possono essere eseguite.

Figura 02: spettro NMR

La radiazione utilizzata nella maggior parte dei rilevamenti NMR è la radiazione gamma poiché è una radiazione non ionizzante ad alta energia. La rotazione dei nuclei nel campo magnetico produce due stati di spin: spin positivo e spin negativo. Lo spin positivo genera un campo magnetico opposto al campo magnetico esterno mentre lo spin negativo genera un campo magnetico nella direzione del campo magnetico esterno. Il gap energetico corrispondente a questo assorbirà la radiazione esterna e darà origine a uno spettro.

Cos'è la risonanza magnetica?

La risonanza magnetica (MRI) è una forma di NMR, in cui l'intensità della radiazione assorbita viene utilizzata per generare immagini di organi e strutture cellulari. Questa è una tecnica non invasiva e non utilizza alcuna radiazione dannosa per il rilevamento. Al fine di ottenere una risonanza magnetica, il paziente viene tenuto all'interno di una camera magnetica e viene trattato prima con agenti di contrasto intravenosi per ottenere chiaramente l'immagine.

Figura 03: risonanza magnetica

Quali sono le somiglianze tra ESR NMR e MRI?

• ESR, NMR e MRI utilizzano un campo magnetico.
• In tutte e tre le tecniche, la dispersione della materia viene effettuata mediante radiazione; luce visibile o radiazione elettromagnetica.
• Tutte sono tecniche non invasive.
• Tutte e tre le tecniche sono basate sull'eccitazione della materia in un campo magnetico.
• Queste tecniche sono utilizzate nella diagnostica e analisi strutturale di organi e cellule.

Qual è la differenza tra ESR NMR e MRI?

ESR NMR vs MRI
Definizione
ESR	La spettroscopia a risonanza elettronica (ESR) è la tecnica che utilizza la rotazione di un elettrone spaiato in risonanza e genera uno spettro basato sull'assorbimento delle radiazioni.
NMR	La spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (NMR) è la risonanza che si verifica quando un nucleo carico viene posto in un campo magnetico ed è "spazzato" da una radiofrequenza che fa "capovolgere" il nucleo. Questa frequenza viene misurata per formare uno spettro.
MRI	Magnetic Resonance Imaging (MRI) è un'applicazione di NMR, in cui l'intensità della radiazione viene utilizzata per catturare immagini di organi nel corpo.
Tipo di radiazione
ESR	La ESR utilizza principalmente microonde.
NMR	NMR usa le onde radio.
MRI	La risonanza magnetica utilizza radiazioni elettromagnetiche come i raggi gamma.
Tipo di materia mirato
est	EST bersaglia gli elettroni spaiati, i radicali liberi.
NMR	Obiettivi di RMN nuclei carichi.
MRI	MRI bersaglia i nuclei carichi.
Uscita generata
est	ESR genera uno spettro di assorbimento.
NMR	NMR genera anche uno spettro di assorbimento.
MRI	La risonanza magnetica produce immagini di organi, cellule.

Riassunto - ESR vs NMR vs MRI

Le tecniche spettroscopiche sono ampiamente utilizzate nell'analisi biochimica di molecole, composti, cellule e organi, specialmente nel rilevare nuove cellule e cellule maligne nel corpo e quindi caratterizzare le loro proprietà fisiche. Quindi, le tre tecniche; ESR, NMR e RM sono di grande importanza in quanto sono tecniche spettroscopiche non invasive utilizzate per l'interpretazione qualitativa e quantitativa delle biomolecole. La principale differenza tra ESR NMR e risonanza magnetica è il tipo di radiazione che usano e il tipo di materia a cui mirano.

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Riferimenti:

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2. Gericke, Karl-Heinz. "Electron Spin Resonance (ESR)." ESR / EPR e NMR. N., n. web. Disponibile qui. 14 agosto 2017.
3. Hoffman, Roy. Che cos'è NMR? N.p., 03 maggio 2015. Web. Disponibile qui. 14 agosto 2017 ...
4. Spettroscopia NMR. N., n. web.  Disponibile qui. 14 agosto 2017.
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Cortesia dell'immagine:

1. "Spettrometro EPR" di Foto realizzato da Przemyslaw "Tukan" Grudnik - foto su Wikipedia wikipedia (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia
2. "1H NMR etil acetato Accoppiamento mostrato" da 1H_NMR_Ethyl_Acetate_Coupling_shown.GIF: T.vanschaikderivative work: H Padleckas (talk) - Questo file è stato derivato da1H NMR Ethyl Acetate Coupling mostrato - 2.png: (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia
3. "MRI-Philips" di Jan Ainali - Opera propria (CC BY 3.0) attraverso Commons Wikimedia