طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) یکی از پرکاربردترین آنالیزهای طیف سنجی است که می تواند ساختار شیمیایی و گروه های عاملی مواد را به شکل منحصر به فرد مطالعه کند. در این روش نمونه تحت تابش رادیویی قرار می گیرد. در اکثر روش های طیف سنجی، نقل و انتقال الکترون ها صورت می گیرد ولی در این روش هسته اتم با انتقالات انرژی همراه است. روش NMR کاربردهای بسیار گسترده ای دارد که در این مقاله به صورت ویژه کاربرد آن در پزشکی مورد بحث قرار گرفته است.
تعیین ساختار داروها، فرمولاسیون محصولات، بررسی میزان ناخالصی ها و کاربرد ان در تصویربرداری در مقاله بیان شده اند. در انتها، مقاله به کاربرد این روش در تشخیص بیماری ها پرداخته است.
طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) یکی از روش های آنالیز ساختار ترکیب مواد و بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی مولکول های آلی می باشد. از این روش در پزشکی برای داروسازی و شناسایی دارو های مختلف استفاده می شود.
طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR)
روش آنالیز طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) از روش های آنالیز تعیین ساختار مولکولی مواد و گروه های عاملی به حساب می آید. مبنای این روش مطالعه جذب تابش رادیویی توسط هسته اتم و مولکول ها می باشد. این تابش در محدوده ۴ تا ۱۰۰۰ مگاهرتز است. برخلاف روش های دیگر که الکترون با جذب انرژی به مدار های مختلف منتقل می شود، در این روش هسته اتم با انتقالات انرژی همراه است.
هنگامی که اتم ها و مولکول های مواد در معرض تابش الکترو مغناطیس و میدان مغناطیسی قرار می گیرند، هسته آنها در این میدان تمایل به جهت گیری داشته و انرژی لازم برای جهت گیری را جذب می کند. فرکانس امواج رادیویی آزاد شده از هسته هنگام برگشت به حالت اولیه برای هر اتم با پیوند مختلف متفاوت است. محور افقی این نمودار تغییر مکان شیمیایی بر حسب ppm می باشد. هر پیک نماینده دسته اتم های هم ارز هیدروژن می باشد. انتگرال یا مساحت زیر هر پیک بیانگر تعداد اتم های هیدروژن هم ارز می باشد.
شکل ۱-نمونه ای از دیاگرام حاصل از آنالیز
کاربرد های آنالیز NMR
این آنالیز از روش های موثر طیف سنجی مولکولی بوده که کاربرد آن در پزشکی و دارو سازی بسیار اهمیت دارد. از این روش آنالیز برای تعیین ناخالصی های دارویی، تعیین ترکیبات موجود در دارو ها و تحلیل کمی و کیفی استفاده می شود. به کاربرد های مهم این روش در ادامه اشاره می شود.
کاربرد کیفی
تعیین ساختار مواد دارویی و مشخص کردن ناخالصی ها از جمله کاربرد های کیفی این آنالیز می باشد.
تعیین ساختار مواد دارویی
از مهمترین کاربرد های این روش، شناسایی ساختار ترکیبات دارویی است. طیف بدست آمده از مواد دارویی در این روش مورد بررسی قرار می گیرد. از طیف مورد نظر می توان به شناسایی پیوند های کربن و هیدروژن پرداخت.
شکل ۲-نمونه ای از آنالیز مواد دارویی.
بررسی ناخالصی ها
کاربرد دیگری از روش آنالیز طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای، شناسایی ناخالصی های موجود در مواد دارویی است. از مهم ترین ناخالصی هایی که توسط این روش شناسایی میشود، ناخالصی های حلال باقی مانده از مراحل تولید می باشد. از این جهت دانستن محل پیک های حلال های آلی متداول از جمله اتانول و استون در طیف بدست آمده از نمونه بسیار مهم است. به دلیل اینکه وزن مولکولی حلال های آلی بسیار کم است، در ابتدای طیف مورد نظر ظاهر می شوند و این امر باعث تشخیص مقدار کمی از حلال ها می شود.
کاربرد کمی
در این کاربرد مقدار هر یک از حلال ها و ناخالصی های باقی مانده تعیین میشود. از دستگاه های NMR با فرکانس پایین مانند ۶۰ یا ۹۰ مگاهرتز برای کاربرد کمی استفاده می شود. در کاربرد کمی از این آنالیز میتوان خالص بودن مواد اولیه ویتامین E را تشخیص داد.
کاربرد در تصویر برداری
دستگاه تصویر برداری تشدید مغناطیسی (MRI) دستگاهی است که جهت تصویر برداری از قسمت های مختلف بدن انسان استفاده می شود. این دستگاه از امواج رادیویی جهت تصویر برداری بهره می برد. اصول اولیه و نحوه بررسی نتایج این دستگاه با دستگاه NMR یکسان می باشد.
شکل ۳- دستگاه MRI.
کاربرد تشخیص بیماری
روش طیف سنجی NMR یک روش ارزشمند در تعیین و شناسایی اختلالات انسانی می باشد. متابولیسم های سلولی شامل یک سری نشانگر یا علائم زیستی هستند که برای تشخیص بیماری مورد بررسی قرار می گیرند. طیف سنج NMR توانایی شناسایی این نشانگر های زیستی را داشته و براساس شناسایی آن ها بیماری را تشخیص می دهد. از جمله بیماری های قابل تشخیص میتوان به سل، مالاریا، پارکینسون و اختلالات عصبی اشاره نمود.
از کاربرد های تشخیص بیماری این روش میتوان به تشخیص سرطان اشاره کرد. با استفاده از این آنالیز میتوان رفتار غیر طبیعی در متابولیسم های سلولی را تشخیص داده و همچنین به نشانگر های زیستی در متابولیسم سلولی مرتبط به سرطان پی برد.
