Spektroskopia NMR jest najważniejszą metodą identyfikacji związków organicznych, a także jedną z ważniejszych metod określania ich struktury. Każdy związek organiczny ma swoje charakterystyczne widmo NMR (?odcisk palca?). Wiele związków można rozpoznad przez porównanie obserwowanego widma z widmami znanych substancji.Spektroskopia NMR ma wielkie możliwości wykorzystania w biologii i w medycynie. Dlatego jej dalszy rozwój zwrócił się właśnie w tym kierunku. Szerokie zastosowania NMR w wynikają z faktu, że najbardziej ?rezonansowe? jest wszechobecne w materii biologicznej jądro wodoru 1H (czyli proton). W zastosowaniu do spinów protonu metoda ta bywa nazywana protonowym rezonansem magnetycznym (1H-NMR). W medycynie metoda ta znana jest pod nazwą: Magnetyczny Rezonans Jądrowy (MRI).
Zastosowanie NMR w medycynie
Jedno z najbardziej zaskakujących zastosowao znalazł jądrowy rezonans magnetyczny w medycynie. Jeśli gradient pola zmienia sie w poprzek próbki, to protony ulegają rezonansowi przy różnych częstościach, zgodnie z ich umiejscowieniem w polu magnetycznym. Wielkośd sygnału rezonansowego przy określonym polu jest proporcjonalna do liczby protonów w miejscu odpowiadającym określonej wartości pola. Po wielu takich pomiarach absorpcji, z których każdy został wykonany pod nieco innym kątem, zebrane dane analizuje komputer i tworzy dwuwymiarowy obraz przekroju próbki. Obraz odzwierciedla rozkład protonów ? z grubsza biorąc, rozkład wody w organizmie. Obraz MRI wiadra wody jest zupełnie jednorodny. Lecz w organizmie rozkład wody w rożnych tkankach nie jest jednakowy i na tej podstawie można identyfikowad organy. Stosowanie środków kontrastowych znacznie zwiększa możliwości metody. Stosuje się m.in. związki jonowe o powinowactwie do tkanki guza *metaloporfiryny+, środki kontrastowe mające powinowactwo do zmienionych odczynowo bądź przerzutowo węzłów chłonnych czy przeciwciała znakowane środkami paramagnetycznymi.
Magnetyczny Rezonans Jądrowy (MRI)
Metoda MRI ma wielką przewagę nad metodami rentgenowskimi, ponieważ pacjent nie jest narażony na bardzo szkodliwe promieniowanie. Inną zaletą MRI jest to, że tą metodą można oglądad ?plasterki? tkanki, bez zakłóceo ze strony struktur znajdując się przed lub za nimi. Po otrzymaniu serii ?plasterków? można je połączyd w trójwymiarowy obraz, który jest znacznie dokładniejszy niż obraz rentgenowski. Najbardziej precyzyjnym pomiarem w fizyce jest pomiar częstości, którego dokonuje się już z dokładnością 10-14, a właśnie na pomiarze częstości opiera się zjawisko NMR.
Główną cechą MRI jest wieloprofilowośd tej metody, tzn. możliwośd obrazowania narządów i oceny ich funkcji, a także obserwacja zjawisk na poziomie molekularnym. Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie zastosowao to badania spektroskopowe wykonywane in vivo, pozwalające na śledzenie procesów metabolicznych w wybranym voxelu żywego człowieka. Spektroskopia ta oparta jest często
na innych niż wodór jądrach rezonansowych takich jak: fosfor 31P, węgiel 13C oraz fluor 19F. Pozwala to na otrzymywanie selektywnych informacji m.in. o działaniu leków.
Podsumowując spektroskopia MR dostarcza informacji o metabolizmie tkanek, badania czynnościowe o ich funkcji, zaś obrazowanie MR *MRI+ dzięki wysokiej rozdzielczości liniowej i kontrastowej oraz wysokiej swoistości tkankowej pozwala na uwidocznienie poszczególnych narządów i w konsekwencji umożliwia rozpoznanie zmian chorobowych.
