Spettroscopia NMR

La Risonanza magnetica nucleare è un fenomeno fisico che permette l’interazione tra sistemi nucleari con momento magnetico diverso da zero e la radiazione elettromagnetica. In particolare per i nuclei di idrogeno posti in un campo magnetico statico da 1,5 tesla si crea la condizione per assorbire radiazione elettromagnetica nella regione delle onde radio; il sistema di spin a due livelli ( S=1/2) energetici, degeneri senza il campo statico, si separano di una quantità di energia definita quantitativamente dalla statistica di Boltzmann e comresa in generale nel range delle onde radio (40-400 MHz). Inviando radiazione di queste frequenze si eccitano gli spin del livello energetico inferiore. Il segnale di diseccitazione del sistema porta informazioni sulla densità degli spin e sul loro intorno chimico-fisico. I fenomeni che governano il diseccitamento sono diversi e complessi e la teoria che li descive prende il nome di teoria del Rilassamento.

Dalla forma di tale segnale in particolare si può rilevare la struttura delle molecole che compongono le miscele complesse sottoposte ad irradiazione elettromagnetica. Si può quindi ricavare tipo e concentrazione dei metaboliti si direttamente in vivo sul paziente sia su campioni solidi e fluidi biologici prelevati dal soggetto. Nel primo caso si parla di spettrscopia NMR in vivo e nel secondo di spettrscopia NMR in vitro.

Le misurazioni metaboliche di spettroscopia 1H-NMR vengono effettuate dal nostro gruppo utilizzando il tomografo a risonanza magnetica della Philips cda 1,5 Tesla che opera presso la Radiologia diretta dal Prof. Luca Saba, presso l’Azienda Ospedaliero Universitaria di Cagliari, mentre le misure in vitro vengono eseguite su uno spettrometro Varian 500 che abbiamo installato presso presso il Centro Interdipartimentale di Risonanza magnetica del Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche.