Пользовательский поиск

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса

В последние годы для изучения структуры биополимеров в растворе широко применяется спектроскопия ядерного магнитного резонанса. Метод основан на регистрации резонансного поглощения радиоизлучения веществом в сильном магнитном поле. Основой метода является следующий физический факт: ядра, имеющие спиновое квантовое число, в постоянном магнитном поле могут находиться в двух состояниях, соответствующих разной ориентации ядерных магнитных моментов: по направлению и против направления поля. Разность энергий, соответствующих двум состояниям, линейно зависит от магнитной индукции поля. При облучении ядер радиоизлучением соответствующей частоты может происходить резонансное поглощение энергии, соответствующее разности энергии двух состояний ядер.

Продолжение ниже

Рудольф Хаушка: феномен белка

Типичная субстанция телесного строения животного – белок – так же характерна для животного, как для растения углеводы. Но и растение на определенном этапе развития образует белок, а именно,...

Читать дальше...

всё на эту тему


В современных ЯМР-спектрометрах используются мощные магнитные поля 10—16 Тл; для протонов это соответствует резонансным частотам 400 — 800 мГц.

Каждое ядро находится в окружении ядер и электронов, создающих свое собственное локальное магнитное поле. В силу этого при индукции поля радиоизлучение поглощается в незначительной степени и отличается от индукции внешнего поля лишь на миллионные доли. Однако этого достаточно, чтобы современные ЯМР-спектрометры смогли зарегистрировать резонансные сигналы.

В основе структурных исследований сложных молекул, в том числе пептидов, белков, нуклеиновых кислот, лежит ядерный эффект Оверхаузера, который позволяет получить количественные сведения о расстоянии между определенными парами ядер, т. е. о геометрии молекул. Суть ядерного эффекта Оверхаузера заключается в том, что перенос энергии спинового возбуждения от одних ядер к другим зависит от расстояния между близлежащими ядрами. Устойчивое поглощение радиоизлучения может происходить лишь при условии быстрой релаксации избыточной энергии за счет ее передачи другим спиновым системам (спин-спиновая релаксация или спин-решетчатая релаксация). Если выброс энергии отсутствует, то система быстро насыщается, и поглощение радиоизлучения прекращается или заметно уменьшается. Релаксационные процессы происходят с участием близлежащих ядер, это позволяет получить информацию о геометрии молекул.

Данная методика использования спектроскопии ЯМР для структурных исследований — Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy (NOESY) — находит широкое применение.

Дальнейшее развитие техники и методологии радиоспектроскопических измерений связано с получением двумерных спектров ЯМР. В этом случае каждый сигнал взаимодействующих ядер в виде кросс-пика получают как функцию двух переменных резонансных частот. Наиболее трудоемкая процедура заключается в соотнесении отдельных сигналов и ядер. Процедуру можно усовершенствовать, если искусственно дополнительно ввести в молекулу биополимера «сигналящее» ядро, такое как 15N или 13С. Для интерпретации спектров также применяют замену подвижных протонов на дейтроны, используя тяжелую воду.

В настоящее время техника спектроскопии ЯМР позволяет изучать структуру белков молекулярной массой 40000 — 50000 и можно ожидать дальнейшего прогресса в этой области.




© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".