По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 616–78 DOI:10.33920/med-03-2201-04

Исследование важности технологии ЯМР в медицине и других областях

Эльманахли Мохаммед Имам студент магистратуры РУДН, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6, e-mail: 1032195953@rudn.ru, +7 926 549 7742, ORCID ID: https://orcid. org/0000-0001-8134-5227
Риск Марко Джордж РУДН, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6
Эслам Шаабан Мохаммед Гази Ореф РУДН, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) была изобретена и разработана более шести десятилетий назад как неотъемлемая часть химического и структурного анализа малых молекул, полимеров, биоматериалов и гибридов. Особую роль играет спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) высокого разрешения. Методы ядерного магнитного резонанса в основном используются для структурного анализа синтетических и биосинтетических органических и неорганических соединений и природных продуктов, а также для идентификации одного или нескольких компонентов в сложных матрицах. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса также является одним из самых мощных аналитических инструментов для качественного и количественного анализа в биологических жидкостях низкомолекулярных автотрофных метаболитов, продуцируемых лекарствами и наркотическими средствами. В настоящее время наблюдается растущая тенденция к использованию ЯМР-спектроскопии высокого разрешения в пищевой науке. В этом контексте мы сосредоточимся на важности ЯМР-спектроскопии для изучения низкомолекулярных органических материалов с использованием избранных примеров. Особую роль играет спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) высокого разрешения.

Литература:

1. Элементы большой науки [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://elementy.ru/ lib/431987 (дата обращения: 17.05.2015).

2. Federico Casanova. Single-Sided NMR / Federico Casanova; Juan Perlo; Bernhard Blümich. — Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. — 244 с.

3. Simple mobile single-sided NMR apparatus with a relatively homogeneous B0 distribution / Wei-Hao Chang [and etc.] // Magnetic Resonance Imaging. 2011: 869–876.

4. Wei-Hao Chang. Single-sided mobile NMR apparatus using the transverse flux of a single permanent magnet / Wei-Hao Chang; Jyh-Horng Chen; Lian-Pin Hwang // Magnetic Resonance Imaging. 2010: 129–138.

5. Simple NMR-MOUSE with a Bar Magnet. / B. Blümich [and etc.] // Wiley Periodicals, Inc. Concepts in Magnetic Resonance. 2002: 255–261.

6. Stacked planar micro coils for single-sided NMR applications / Jan Watzlaw [and etc.] // Journal of Magnetic Resonance. 2013: 176–185.

7. Пан Б., Ян Ф., Ye Y., Wu Q., Li C., Huber T., Су X. Определение трехмерной структуры белка в живых клетках с помощью парамагнитной ЯМР-спектроскопии // Chem. Commun. 2016; 52: 10237–10240.

8. Bieri M., Kwan A.H., Мобли М., King G. F., Mackay J.P., Гули П.Р. Макромолекулярная ЯМРспектроскопия для неспектроскопистов: помимо определения структуры макромолекулярного раствора // FEBS J. 2011; 278: 704–715.

9. Лиси Г.П., Loria J.P. Использование ЯМР-спектроскопии для выяснения роли молекулярных движений в функции ферментов // Прог. Nucl. Magn.Res. Спец. 2016; 92: 1–17.

10. Мандала В.С., Уильямс J.K., Хонг М. Структура и динамика мембранных белков из твердотельного ЯМР // Энн.Rev. Biophys. 2018; 47: 201–222.

11. Джон Д. Роберт и Марджори К. Касерио, Основные принципы органической химии. — 2-е изд. W.A. Benjamin, Inc., Менло-Парк, Калифорния. 1977.

12. Лабораторная работа [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://lib.sinp.msu.ru/static/ tutorials/46_17.pdf (дата обращения: 16.05.2015).

1. Elements of big science [Electronic resource]. — Access mode: http://elementy.ru/lib/431987. — (Date of access 05/17/2015). (In Russ.)

2. Federico Casanova. Single-Sided NMR / Federico Casanova; Juan Perlo; Bernhard Blümich. — Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. — 244 p.

3. Simple mobile single-sided NMR apparatus with a relatively homogeneous B0 distribution / Wei-Hao Chang [et al.] // Magnetic Resonance Imaging. — 2011. — P. 869–876.

4. Wei-Hao Chang. Single-sided mobile NMR apparatus using the transverse flux of a single permanent magnet / Wei-Hao Chang; Jyh-Horng Chen; Lian-Pin Hwang // Magnetic Resonance Imaging. — 2010. — P. 129–138.

5. Simple NMR-MOUSE with a Bar Magnet. / B. Blümich [et al.] // Wiley Periodicals, Inc. Concepts in Magnetic Resonance. — 2002. — P. 255–261.

6. Stacked planar micro coils for single-sided NMR applications / Jan Watzlaw [et al.] // Journal of Magnetic Resonance. — 2013. P. 176–185.

7. Pan, B.; Yang, F.; Ye, Y.; Wu, Q.; Li, C.; Huber, T.; Su, X. 3D structure determination of a protein in living cells using paramagnetic NMR spectroscopy. Chem. Commun. 2016, 52, 10237–10240.

8. Bieri, M.; Kwan, A. H.; Mobli, М.; King, G. F.; Mackay, J.P. Macromolecular NMR spectroscopy for the non-spectroscopist. FEBS J. 2011, 278, 704–715.

9. Lisi, G. P.; Loria, J.P. Using NMR spectroscopy to elucidate the role of molecular motions in enzyme function. Prog. Nucl. Magn.Res. Spec. 2016, 92, 1–17.

10. Mandala, V. S.; Williams, J. K.; Hong, M. Structure and Dynamics of Membrane Proteins from Solid-State NMR. Ann.Rev. Biophys. 2018, 47, 201–222.

11. John D. Roberts and Marjorie C. Caserio, Basic Principles of Organic Chemistry, Second Edition. W.A. Benjamin, Inc., Menlo Park, California. 1977, ISBN 0-8053-8329-8

12. Laboratory work [Electronic resource]. — Access mode: http://lib.sinp.msu.ru/static/tutorials/46_17.pdf. — (Date of access: 16.05.2015). (In Russ.)

Годом открытия ЯМР считается 1945-й, когда американцы Феликс Блох из Стэнфорда и независимо от него Эдвард Парселл и Роберт Паунд из Гарварда впервые наблюдали сигнал ЯМР на протонах. К тому времени уже было много известно о природе ядерного магнетизма, сам эффект ЯМР был теоретически предсказан, и было сделано несколько попыток его экспериментального наблюдения. Важно отметить, что годом раньше в Советском Союзе, в Казани, Евгением Завойским было открыто явление ЭПР. Сейчас уже хорошо известно, что Завойский также наблюдал и сигнал ЯМР, это было перед войной, в 1941 г. Однако в его распоряжении был магнит низкого качества с плохой однородностью поля, результаты были плохо воспроизводимыми и потому так и остались неопубликованными. Справедливости ради надо заметить, что Завойский был не единственным, кто наблюдал ЯМР до его «официального» открытия. В частности, американский физик Исидор Раби (лауреат Нобелевской премии 1944 г. за исследование магнитных свойств ядер в атомных и молекулярных пучках) в конце 1930-х гг. также наблюдал ЯМР, но счел это аппаратурным артефактом. Так или иначе, но за нашей страной остается приоритет в экспериментальном обнаружении магнитного резонанса. Хотя сам Завойский вскоре после войны стал заниматься другими проблемами, его открытие для развития науки в Казани сыграло огромную роль. Казань до сих пор остается одним из ведущих мировых научных центров по ЭПРспектроскопии [1].

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса, известная как спектроскопия ядерного магнитного резонанса или спектроскопия магнитного резонанса (MRS), представляет собой спектроскопический метод наблюдения локальных магнитных полей вокруг ядер атомов. Образец помещается в магнитное поле, и сигнал ЯМР создается путем возбуждения образца сердечников радиоволнами до ЯМР, который регистрируется чувствительными радиоприемниками. Магнитное поле внутри молекулы вокруг атома в молекуле изменяет резонансную частоту, предоставляя доступ к деталям электронной структуры молекулы и ее отдельных функциональных групп. Поскольку поля уникальны или очень характерны для отдельных соединений, в современной практике органической химии спектроскопия ядерного магнитного резонанса является окончательным методом идентификации одномолекулярных органических соединений.

Для Цитирования:
Эльманахли Мохаммед Имам, Риск Марко Джордж, Эслам Шаабан Мохаммед Гази Ореф, Исследование важности технологии ЯМР в медицине и других областях. ГЛАВВРАЧ. 2022;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: