Nükleer manyetik rezonans nedir? 1991 Nobel kimya ödülü.

0
16
Nobelpreis für Chemie 1991.

Richard R. ERNST

Nükleer manyetik rezonans (NMR) olayı, 1945’te ABD’deli Fe­lix Block ve Edward M.Purcell ta­rafından bulunmuş ve bu bilim adamlarına 1952 Nobel Fizik Ödü­lünü kazandırmıştı. NMR’nin esası şudur. Bir manyetik alan içerisinde manyetik momente sahip çekir­dekler, bir elektromanyetik dalgayla ışınlandırılınca değişik miktarlarda enerji emerler. Uyarılmış elektronların tipik rezonans çizgileri saye­sinde çekirdekleri, örneğin II çekir­değinin varlığını ve bunun molekül içindeki etkileşimlerini kaydetmek olasıdır.

Bu yöntem, ancak 1970’li yılların başlarında İsviçreli Richard R. Ernst, sayesinde önem kazandı.
Ernst’e bu buluşu için 1991 Nobel Ödülü verildi. 1966 dan beri R.R.Ernst ve William A.Anderson bu tekniği kullanarak yarattıkları sinyalleri, mate­matiksel bir yöntemle (Fourier transformasyonları) incele­diler. Çekirdekleri uyarmak için frekansı halif değişen sü­rekli bir elektromanyetik dalga göndermek yerine, kısa sü­reli bir elektromanyetik dalga gönderme yolunu denediler. uyarıllmış çekirdekler eski hallerine dönerken, amplitüdü (genliği) zamanla azalan bir sinyal oluştururlar.
Bu sinyal Fourier transformasyonu yöntemiyle analiz edildi. Bu şekilde, incelenen molekülün rezonans özellikle­rini belirten bir boyutlu bir frekans gamı elde edilmekte, sin­yal parazit oranı 10* 200 kat artırılmaktadır. Bundan sonra­ki 20 yılda NMR tekniği çok yaygınlaştırıldı: Katilar, sıvı­lar, biyoloji, tıbbi görüntüleme vb. Fakat bütün bu bir bo­yutlu teknikler, atomun molekülle ilişkileri konusunda an­cak kısmi bit bilgi sağlayabiliyordu. Bir boyutluluktan ge­len bu sakıncaları gidermek üzere Jean Jeener, 1971’de İki boyutlu bir spektroskop yapmayı düşündü. Bu yöntemde çekirdekleri uyarmak amacıyla, çok kısa bir zaman aralı­ğıyla peşpeşe iki dalga yollanmak­ta ve elde edilen sinyal, çifl Fourier transformasyonuyla analiz edil­mekledir: şimdi söz konusu olan iki değişkendir: İki dalga arasındaki za­man ve sinyalin azalış zamanı. Böylece nükleer spinler arasındaki bü­tün ilişkileri bir kerede veren iki boyutlu bir frekans gamı elde edi­lebilir.

Bu metodun teorik analizi, bu­nu izleyen yıllarda R.U.Ernst ve ar­kadaşları tarafından yapıldı. Bu buluş 2 boyutlu (2D) NMR’ı başlattı; ayrıca homo ve heteronükleer korelasyonların incelenme­sinde yeni ufuklar açtı. Bilgisayarların ve elektronik spektrometrelerin hızla gelişmesi ve 11.7-14 tesla gücünde elek­tromanyetik alanlar oluşturan süperiletken mıknatıslar sa­yesinde ölçmelerdeki duyarlık ve ayrıntıda önemli kazanımlar sağlandı. İki boyutlu NMR sayesinde 10-15 kilodalton (kDa) kütle ağırlığındaki dev protein moleküllerinin yapısını tek bir ölçmede belirlemek mümkün hale geldi. İki boyutlu NMR’den üç boyutlu NMR’a geçildi: şimdi daha büyük mo­leküllerin yapısını incelemek amaçlanıyor.

Büyük moleküllerin (makromolekül) yapısının incelen­mesini büyük ölçüde Zürich’li Profesör R.R.Ernst ‘e borçlu­yuz.

avatar
  Subscribe  
Bildir