ЯМР — спектроскопия в исследовании живых систем

Ядра в разных химических средах (различных химических структурах) связываются с другими ядрами путем обмена электронами, таким образом, различные химические группы впоследствии окружаются разными электронными оболочками. Эти электроны также имеют связанные магнитные поля, которые имеют эффект экранирования ядер от приложенного Bo, слегка отличаясь размером, в зависимости от количества электронов в оболочке. Следовательно, ядра в разных химических группах будут резонировать на нескольких разных частотах, и этот эффект называется химический сдвиг. Когда возбуждаются сложные химические образцы генерируется множество сигналов на разных частотах, соответствующих всем отдельным химическим группам, они одновременно обнаруживаются в сигнале. Техника называемая преобразование Фурье используется для определения частот сигналов, генерирующих спектр ЯМР. Это основа ЯМР-спектроскопии и информация, содержащаяся в спектрах ЯМР может быть использован для определения химического состава и структуры материалов [4].
Например, водородный (1H) ЯМР-спектр этанола будет содержать три частоты, соответствующие трем водородным группам, с высотой пика, пропорциональным номеру ядра 1H в каждой химической группе (рис. 3).
Более крупные молекулы, такие как белки, имеют гораздо более сложные спектры (буквально сотни пиков), которые могут быть использованы для определения его трехмерной структуры.
Несколько факторов влияют на ширину линий резонансных сигналов в спектре ЯМР. В контексте биологических систем важная проблема связана с тем, что малые свободно движущиеся молекулы обычно дают узкие линии, тогда как большие или относительно неподвижные молекулы имеют тенденцию приводить к очень широким сигналам.