הבדל מפתח - ESR לעומת NMR לעומת MRI
ספקטרוסקופיה היא טכניקת כימות המשמשת לניתוח תרכובות אורגניות ולהבהרת המבנה שלהן ואפיון התרכובת על סמך תכונותיה. הוא חוקר כיצד קרינה מתפזרת על פגיעה במשטח ומקיימת אינטראקציה עם חומר. סוג הקרינה המשמשת בטכניקה הספקטרוסקופית עשוי להיות שונה מאור נראה לקרינה אלקטרומגנטית. גם העניין שבו מבוצעת ניתוח ספקטרוסקופי יכול להיות שונה. בהתאם לסוג החומר שאיתו קרינה מקיימת אינטראקציה, יכולות להיות שתי טכניקות עיקריות - ESR ו-NMR. ספקטרוסקופיה של תהודה ספין אלקטרונית (ESR) מזהה קצבי ספין אלקטרונים במולקולה וספקטרוסקופיה של תהודה מגנטית גרעינית (NMR) משתמשת בעקרון הפיזור הגרעיני בחשיפה לקרינה.הדמיית תהודה מגנטית (MRI) היא סוג של NMR וטכניקת הדמיה המשמשת לקביעת המבנים והצורות של איברים ותאים תוך שימוש בעוצמת פליטת הקרינה. זה ההבדל העיקרי בין ESR, NMR ו-MRI.
מה זה ESR?
Electron Spin Resonance (ESR) ספקטרוסקופיה מבוססת בעיקרה על פיזור של קרינת מיקרוגל בחשיפה לאלקטרון לא מזווג בשדה מגנטי חזק. לפיכך, ניתן לזהות איברים או תאים המכילים אלקטרונים בלתי מזווגים, בעלי תגובה גבוהה כגון רדיקלים חופשיים באמצעות מתודולוגיה זו. לכן, טכניקה זו מספקת מידע שימושי ומבני של מולקולות וניתן להשתמש בה כשיטת ניתוח להסקת מידע מבני של מולקולות, גבישים, ליגנדים בתהליכי הובלת אלקטרונים ותגובה כימית.
איור 01: ספקטרומטר ESR
ב-ESR, כאשר המולקולה נתונה לשדה מגנטי, האנרגיה של המולקולה תתפצל לרמות אנרגיה שונות וברגע שהאלקטרון הבלתי מזווג הקיים במולקולה סופג את אנרגיית הקרינה, האלקטרון מתחיל להסתובב, והאלקטרונים המסתובבים הללו מקיימים אינטראקציה חלשה זה עם זה. אותות הקליטה נמדדים כדי להבהיר את התנהגותם של אלקטרונים אלה.
מה זה NMR?
ספקטרוסקופיה של תהודה מגנטית גרעינית (NMR) היא אחת הטכניקות הנפוצות ביותר בביוכימיה וברדיוביולוגיה. בתהליך זה, גרעינים טעונים הם חומר המטרה של מולקולה והעירור שלה בחשיפה לקרינה נמדד בשדה מגנטי. תדירות הקרינה הנקלטת מייצרת ספקטרום וניתן לבצע את הכימות והניתוח המבני של המולקולה או האיבר המסוים.
איור 02: ספקטרום NMR
הקרינה המשמשת ברוב גילוי ה-NMR היא קרינת גמא מכיוון שהיא קרינה בלתי מייננת באנרגיה גבוהה. סיבוב הגרעינים בשדה המגנטי מביא לשני מצבי ספין: ספין חיובי וספין שלילי. הספין החיובי יוצר שדה מגנטי מנוגד לשדה המגנטי החיצוני ואילו הספין השלילי יוצר שדה מגנטי בכיוון השדה המגנטי החיצוני. פער האנרגיה המתאים לכך יקלוט קרינה חיצונית ויביא לספקטרום.
מה זה MRI?
הדמיית תהודה מגנטית (MRI) היא סוג של NMR, שבו עוצמת הקרינה הנספגת משמשת ליצירת תמונות של איברים ומבנים תאיים. זוהי טכניקה לא פולשנית ואינה משתמשת בקרינה מזיקה לגילוי.על מנת לקבל MRI, החולה מוחזק בתוך תא מגנטי ומטופל קודם לכן בחומרי ניגוד תוך ורידי על מנת לקבל את התמונה בצורה ברורה.
איור 03: MRI
מהם הדמיון בין ESR NMR ל-MRI?
- ESR, NMR ו-MRI משתמשים בשדה מגנטי.
- בכל שלוש הטכניקות, פיזור החומר נעשה על ידי קרינה; אור נראה או קרינה אלקטרומגנטית.
- כולן טכניקות לא פולשניות.
- כל שלוש הטכניקות מבוססות על עירור של חומר בשדה מגנטי.
- טכניקות אלו משמשות באבחון וניתוח מבני של איברים ותאים.
מה ההבדל בין ESR NMR ל-MRI?
ESR NMR לעומת MRI |
|
| הגדרה | |
| ESR | Electron Spin Resonance (ESR) ספקטרוסקופיה היא הטכניקה המשתמשת בסיבוב של אלקטרון לא מזווג שנמצא בתהודה ומייצרת ספקטרום המבוסס על בליעת קרינה. |
| NMR | תהודה מגנטית גרעינית (NMR) ספקטרוסקופיה היא התהודה המתרחשת כאשר גרעין טעון ממוקם בשדה מגנטי ו'נסחף' על ידי תדר רדיו שגורם ל'התהפך' של הגרעינים. תדר זה נמדד כדי ליצור ספקטרום. |
| MRI | הדמיית תהודה מגנטית (MRI) היא יישום של NMR, שבו עוצמת הקרינה משמשת לצילום תמונות של איברים בגוף. |
| סוג קרינה | |
| ESR | ESR משתמש בעיקר במיקרוגל. |
| NMR | NMR משתמש בגלי רדיו. |
| MRI | MRI משתמש בקרינה אלקטרומגנטית כגון קרני גמא. |
| Type of Matter Targeted | |
| EST | EST מכוון לאלקטרונים לא מזווגים, רדיקלים חופשיים. |
| NMR | NMR מטרות גרעינים טעונים. |
| MRI | MRI מטרות גרעינים טעונים. |
| פלט שנוצר | |
| EST | ESR יוצר ספקטרום ספיגה. |
| NMR | NMR יוצר גם ספקטרום ספיגה. |
| MRI | MRI מייצר תמונות של איברים, תאים. |
סיכום – ESR לעומת NMR לעומת MRI
טכניקות ספקטרוסקופיות נמצאות בשימוש נרחב בניתוח ביוכימי של מולקולות, תרכובות, תאים ואיברים, במיוחד באיתור תאים חדשים ותאים ממאירים בגוף ובכך באפיון תכונותיהם הפיזיקליות. לפיכך, שלוש הטכניקות; ESR, NMR ו-MRI הם בעלי חשיבות רבה מכיוון שהם טכניקות ספקטרוסקופיות לא פולשניות המשמשות לפרשנות איכותית וכמותית על ביומולקולות. ההבדל העיקרי בין ESR NMR ל-MRI הוא סוג הקרינה שבה הם משתמשים וסוג החומר שהם מכוונים אליו.
הורד גרסת PDF של ESR לעומת NMR לעומת MRI
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערות ציטוט. אנא הורד כאן גרסת PDF ההבדל בין ESR, NMR ו-MRI.
