resonancia magnetica nuclear c13y h1

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  • 5/25/2018 Resonancia Magnetica Nuclear c13y h1

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    RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR C13Y H1

    CONCEPTO.-

    La resonancia magntica nuclear de C13 es complementaria a la de H1. Esta ltima

    tcnica se utiliza para deducir la estructura del esqueleto carbonado observando los

    entornos magnticos de los tomos de hidrgeno, mientras que la espectroscopia de

    RMN de C13 determina el entorno magntico de los tomos de carbono.

    Aproximadamente el 99% de los tomos de carbono en una muestra natural son del

    istopo C12. Este istopo posee un nmero par de protones y un nmero par de

    neutrones, por tanto, no tiene espn magntico y no puede dar lugar a seales deresonancia magntica nuclear. El istopo de C13 menos abundante tiene un nmero

    impar de neutrones, lo que le confiere un espn magntico de 172, igual al del protn.

    La espectroscopia de resonancia magntica nuclear de C13 es menos sensible que la

    de H1 debido a que slo el 1% de los tomos de carbono posee espn y a que, adems,

    la frecuencia de resonancia del C13, para un campo magntico dado, es la cuarta parte

    de la que se da en la RMN de H1.

    Los desplazamientos qumicos del carbono son de 15 a 20 veces mayores que los del

    hidrgeno debido a que el carbono est directamente unido a los tomos que resultan

    ser bien apantallantes o desapantallantes. Por ejemplo, el protn de un aldehdo

    absorbe a 9.4 ppm en el espectro de H1 mientras que el carbono de carbonilo absorbe

    a 180 ppm en el espectro de C13.

    Adems, las seales en el espectro de C13 son lneas verticales, es decir, no hay

    desdoblamientos de espn-espn. Esto se debe a que slo el 1% de los tomos de

    carbono entran en resonancia, y por tanto, existe una probabilidad muy pequea de

    que un ncleo de C13 est adyacente a otro ncleo de C13.

    A continuacin se da una tabla de valores aproximados de desplazamientos qumicos

    en un espectro de resonancia magntica nuclear de C13

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    .

    GENERALIDADES.-

    La resonancia magntica nuclear(RMN) es un fenmenofsico basado en las

    propiedades mecnico-cunticas de losncleos atmicos.RMN tambin se refiere a la

    familia de mtodos cientficos que explotan este fenmeno para estudiarmolculas

    (Espectroscopia de RMN), macromolculas (RMN biomolecular), as como tejidos y

    organismos completos (imagen por resonancia magntica).

    Todos losncleos que poseen un nmero impar deprotones oneutrones tienen

    unmomento magntico y unmomento angular intrnseco, en otras palabras, tienen un

    espn > 0. Los ncleos ms comnmente empleados en RMN son el protn (1H, el

    istopo ms sensible en RMN despus del inestable tritio,3H), el13C y el15N,aunque

    los istopos de ncleos de muchos otros elementos

    (2

    H,10

    B,11

    B,14

    N,17

    O,19

    F,23

    Na,29

    Si,31

    P,35

    Cl,113

    Cd,195

    Pt) son tambin utilizados.

    Las frecuencias a las cuales resuena unncleo atmico (i. e. dentro de unamolcula)

    son directamente proporcionales a la fuerza delcampo magntico ejercido, de

    acuerdo con la ecuacin de la frecuencia de precesin de Larmor. La literatura

    cientfica hasta el 2008 incluye espectros en un gran intervalo de campos magnticos,

    desde 100 nT hasta 20T.Los campos magnticos mayores son a menudo preferidos

    puesto que correlacionan con un incremento en la sensibilidad de la seal. Existen

    muchos otros mtodos para incrementar la seal observada. El incremento del campo

    http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Macromol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Neutr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno-1http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno-1http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno-1http://es.wikipedia.org/wiki/Tritiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tritiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tritiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno-15http://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno-15http://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno-15http://es.wikipedia.org/wiki/Deuteriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Deuteriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Deuteriohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tesla_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Tesla_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Deuteriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno-15http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Tritiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno-1http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Neutr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Macromol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica
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    magntico tambin se traduce en una mayor resolucin espectral, cuyos detalles son

    descritos por eldesplazamiento qumico y elefecto Zeeman.

    La RMN estudia los ncleos atmicos al alinearlos a un campo magntico constante

    para posteriormente perturbar este alineamiento con el uso de un campo magntico

    alterno, de orientacin ortogonal. La resultante de esta perturbacin es el fenmeno

    que explotan las distintas tcnicas de RMN. El fenmeno de la RMN tambin se utiliza

    en la RMN de campo bajo, la RMN de campo terrestre y algunos tipos de

    magnetmetros.

    APLICACIONES MS COMUNES

    La resonancia magntica hace uso de las propiedades de resonancia

    aplicando radiofrecuencias a losncleos atmicos odipolos entre los campos

    alineados de la muestra, y permite estudiar la informacin estructural o qumica deuna muestra. La RM se utiliza tambin en el campo de la investigacin deordenadores

    cunticos. Sus aplicaciones ms frecuentes se encuentran ligadas al campo de la

    medicina, labioqumica y laqumica orgnica. Es comn denominar "resonancia

    magntica" alaparato que obtieneimgenes por resonancia magntica (MRI, por las

    siglas en ingls de "Magnetic Resonance Imaging").

    DESCUBRIMIENTO

    http://es.wikipedia.org/wiki/Desplazamiento_qu%C3%ADmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Zeemanhttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleos_at%C3%B3micoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula_polarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ordenador_cu%C3%A1nticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ordenador_cu%C3%A1nticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Medicinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bioqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Producto_sanitariohttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen_por_resonancia_magn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen_por_resonancia_magn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Producto_sanitariohttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bioqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Medicinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ordenador_cu%C3%A1nticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ordenador_cu%C3%A1nticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula_polarhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleos_at%C3%B3micoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Zeemanhttp://es.wikipedia.org/wiki/Desplazamiento_qu%C3%ADmico
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    La resonancia magntica nuclear fue descrita y medida en rayos moleculares porIsidor

    Rabi en1938.1Ocho aos despus, en1946,Flix Bloch yEdward Mills Purcell refinan

    la tcnica usada en lquidos y en slidos, por lo que compartieron el Premio Nobel de

    Fsicaen1952.

    2

    Purcell haba trabajado en el desarrollo delradar y sus aplicaciones durante laSegunda

    Guerra Mundial en elLab de Radiacin delInstituto Tecnolgico de Massachusetts.Su

    trabajo durante tal proyecto fue producir y detectar energa deradiofrecuencias, y

    sobre absorciones de tales energas de RF por la materia, precediendo a su

    codescubrimiento de la RMN.

    Ellos se dieron cuenta de que los ncleos magnticos, como 1H (protio)y 31P, podan

    absorber energa deRF cuando eran colocados en un campo magntico de una

    potencia especfica y as lograban identificar los ncleos. Cuando esa absorcin ocurre,

    los ncleos se describen como estando en resonancia. Diferentes ncleos atmicos

    dentro de una molcula resuenan a diferentes frecuencias de radio para la misma

    fuerza de campo magntico. La observacin de tales frecuencias resonantes

    magnticas de los ncleos presentes en una molcula permite al usuario entrenado

    descubrir informacin esencial, qumica y estructural acerca de las molculas.

    El desarrollo de la resonancia magntica nuclear como tcnica dequmica analtica y

    debioqumica fue paralela con el desarrollo de la tecnologa electromagntica y su

    introduccin al uso civil.

    PRINCIPIO FSICO ESPN NUCLEAR

    Laspartculas elementales que componen alncleo atmico (neutrones yprotones),

    tienen la propiedad mecnico-cuntica intrnseca delespn.El espn de unncleo estdeterminado por el nmero cuntico del espn I. Si el nmero combinado de protones

    y neutrones en unistopo dado es par, entonces I= 0, i. e. no existe un espn general;

    as como loselectrones se aparean enorbitales atmicos,de igual manera se asocian

    neutrones y protones en nmeros pares (que tambin son partculas de espn y por

    lo tanto sonfermiones)para dar un espn general = 0.

    Un espn distinto a cero, I, est asociado a unmomento magntico distinto a cero, :

    http://es.wikipedia.org/wiki/Isidor_Rabihttp://es.wikipedia.org/wiki/Isidor_Rabihttp://es.wikipedia.org/wiki/1938http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/1946http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%A9lix_Blochhttp://es.wikipedia.org/wiki/Edward_Mills_Purcellhttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Premio_Nobel_de_F%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Premio_Nobel_de_F%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/1952http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-Filler2009b-2http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-Filler2009b-2http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-Filler2009b-2http://es.wikipedia.org/wiki/Radarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Segunda_Guerra_Mundialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Segunda_Guerra_Mundialhttp://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_Laboratoryhttp://es.wikipedia.org/wiki/Instituto_Tecnol%C3%B3gico_de_Massachusettshttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Protiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_anal%C3%ADticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bioqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_elementalhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Neutr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Esp%C3%ADnhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Orbital_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fermi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Orbital_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Esp%C3%ADnhttp://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Neutr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_elementalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Bioqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_anal%C3%ADticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Protiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Instituto_Tecnol%C3%B3gico_de_Massachusettshttp://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_Laboratoryhttp://es.wikipedia.org/wiki/Segunda_Guerra_Mundialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Segunda_Guerra_Mundialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Radarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-Filler2009b-2http://es.wikipedia.org/wiki/1952http://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Premio_Nobel_de_F%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Premio_Nobel_de_F%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Edward_Mills_Purcellhttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%A9lix_Blochhttp://es.wikipedia.org/wiki/1946http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/1938http://es.wikipedia.org/wiki/Isidor_Rabihttp://es.wikipedia.org/wiki/Isidor_Rabi
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    en donde es la proporcin giro magntica. Esta constante indica la intensidad de la

    seal de cada istopo usado en RMN

    VALORES DEL MOMENTO ANGULAR DEL ESPN.-

    Elmomento angular asociado al espn nuclear estacuantizado.Esto significa que tanto

    la magnitud como la orientacin del momento angular estncuantizadas (i.e. I solo

    puede tomar valores en un intervalo restringido). El nmero cuntico asociado se

    conoce como nmero cuntico magntico, m, y puede tomar valores enteros desde

    +I hasta -I. Por lo tanto, para cualquier ncleo, existe un total de 2I+1 estados de

    momento angular.

    El componente z del vector de momento angular, Izes por lo tanto:

    En la que es laconstante de Planck reducida.

    El componente zdel momento magntico es simplemente:

    http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cuantohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cuantohttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Planckhttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Planckhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cuantohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cuantohttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_angular
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    COMPORTAMIENTO DEL

    ESPN EN UN CAMPO

    MAGNTICO.-

    Consideremos unncleo que posee un espn de , como 1H, 13C o 19F. Este ncleo

    tiene dos estados posibles de espn: m= o m= - (que tambin se les llama 'arriba' y

    'abajo', o y , respectivamente). Las energas de estos dos estados son degeneradas

    lo cual significa que son las mismas. Por lo tanto las poblaciones de estos dos

    estados (i.e. el nmero de tomos en los dos estados) sern aproximadamente iguales

    en condiciones de equilibrio trmico.

    Sin embargo, al poner este ncleo bajo uncampo magntico, la interaccin entre

    elmomento magntico nuclear y el campo magntico externo promover que los dos

    estados de espn dejen de tener la misma energa. La energa del momento magntico

    bajo la influencia del campo magntico B0(el subndice cero se utiliza para distinguir

    este campo magntico de cualquier otro campo magntico utilizado) est dado por el

    producto escalar negativo de los vectores:

    En el que el campo magntico ha sido orientado a lo largo del eje z.

    Por lo tanto:

    Como resultado, los distintos estados nucleares del espn tienen diferentes energas en

    un campo magntico 0. En otras palabras, podemos decir que los dos estados del

    espn de un espn han sido alineados ya sea a favor o en contra del campo

    magntico. Si es positiva (lo cual es cierto para la mayora de los istopos)

    entonces m= est en el estado de baja energa.

    La diferencia de energa entre los dos estados es:

    http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9tico_nuclearhttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9tico_nuclearhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3mico
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    Y esta diferencia se traduce en una pequea mayora de espines en el estado de baja

    energa.

    La absorcin de resonancia ocurre cuando esta diferencia de energa es excitada por

    radiacin electromagntica de la misma frecuencia. La energa de unfotn es E = h,

    donde es su frecuencia. Por lo tanto la absorcin ocurrir cuando:

    Estas frecuencias corresponden tpicamente al intervalo deradiofrecuencias del

    espectro electromagntico. Esta es la absorcin de resonancia que se detecta en RMN.

    APANTALLAMIENTO NUCLEAR

    Podra parecer por lo dicho arriba que todos los ncleos del mismonclido (y por lo

    tanto la misma ) resuenan a la misma frecuencia. Este no es el caso. La perturbacin

    ms importante en las frecuencias de RMN para aplicaciones en RMN es el efecto de

    'apantallamiento' que ejercen los electrones circundantes. En general, este

    apantallamiento electrnico reduce el campo magntico del ncleo (lo cual determina

    la frecuencia de la RMN). Como resultado, la brecha energtica se reduce y la

    frecuencia requerida para alcanzar resonancia tambin se reduce. Este desplazamiento

    de la frecuencia de RMN dado por el ambiente qumico se conoce como

    desplazamiento qumico, y explica porque el RMN es una sonda directa de la

    http://es.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAclidohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAclidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3n
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    estructura qumica. Si un ncleo est ms apantallado, estar desplazado hacia 'campo

    alto' (menor desplazamiento qumico) y si est ms desapantallado, entonces estar

    desplazado hacia 'campo bajo' (mayor desplazamiento qumico).3

    A menos que la simetra local sea particularmente alta, el efecto de apantallamiento

    depende de la orientacin de la molcula con respecto al campo externo. En RMN de

    estado slido, el 'giro al ngulo mgico' (magic angle spinning) es necesario para

    disipar esta dependencia orientacional. Esto no se requiere en RMN convencional

    puesto que el movimiento rpido y desordenado de molculas en solucin disipa el

    componente anistropo del corrimiento qumico.

    DIGITACION MEDIANTE TRANSFORMADA DE FOURIER.-

    Con la desalineacin de los espines, es decir, la recuperacin natural de la direccin y

    sentido de stos una vez sometidos a la radiacin electromagntica, generar unas

    emisiones a consecuencia de la liberacin energtica, los cuales sern captados por la

    antena receptora delescner.Estas emisiones han de ir en concordancia con laDim-

    Fase, siendo la compilacin de todas estas emisiones el principio de la resonancia

    magntica.

    Una vez finalizada toda la extraccin de datos se proceder al trato de las mismas en el

    dominio de la frecuencia mediante el empleo de latransformada de Fourier, la cual

    nos facilitar la reconstruccin de la imagen final por pantalla. La frecuencia de la

    variacin de una seal en el espacio se denomina "K", es decir, los datos compilados en

    el dominio de las frecuencias espaciales se denominaespacio K.

    La finalidad de la creacin de este espacio es poder aplicar las leyes matemticas

    deFourier,lo que permite identificar el lugar de procedencia de las emisiones en undeterminado momento y, por lo tanto, su lugar de procedencia

    ESPECTROSCOPIA DE RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR.-

    Laespectroscopia deresonancia magntica nuclear(RMN) es una tcnica empleada

    principalmente en la elucidacin de estructuras moleculares, aunque tambin se

    puede emplear con fines cuantitativos y en estudios cinticos y termodinmicos.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Esc%C3%A1nerhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dim-Fase&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dim-Fase&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Transformada_de_Fourierhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Espacio_K&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Joseph_Fourierhttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscop%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscop%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclearhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclearhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclearhttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscop%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Joseph_Fourierhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Espacio_K&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Transformada_de_Fourierhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dim-Fase&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dim-Fase&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Esc%C3%A1nerhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear#cite_note-3
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    Algunos ncleos atmicos sometidos a uncampo magntico externo

    absorbenradiacin electromagntica en la regin de las frecuencias de radio

    oradiofrecuencias.Como la frecuencia exacta de esta absorcin depende del entorno

    de estos ncleos, se puede emplear para determinar la estructura de la molcula endonde se encuentran stos.

    Para que se pueda emplear la tcnica los ncleos deben tener unmomento

    magntico distinto de cero. Esta condicin no la cumplen los ncleos connmero

    msico ynmero atmico par (como el12C,16O, 32S). Los ncleos ms importantes en

    qumica orgnica son:1H,13C,31P, 19F y15N.

    Otros ncleos importantes: 7Li, 11B, 27Al, 29Si, 77Se, 117Sn, 195Pt, 199Hg, 203Tl, 205Tl, 207Pb

    Se prefieren los ncleos de nmero cuntico de espn nuclear igual a 1/2, ya que

    carecen de un momento cuadripolar elctrico que produce un ensanchamiento de las

    seales de RMN. Tambin es mejor que elistopo sea abundante en la naturaleza, ya

    que la intensidad de la seal depender de la concentracin de esos ncleos activos.

    Por eso, uno de los ms tiles en la elucidacin de estructuras es el 1H, dando lugar a

    laespectroscopia de resonancia magntica nuclear de protn.Tambin es importante

    en qumica orgnica el13C, aunque se trata de un ncleo poco abundante y poco

    sensible.

    La tcnica se ha empleado enqumica orgnica,qumica inorgnica ybioqumica. La

    misma tecnologa tambin ha terminado por extenderse a otros campos, por ejemplo

    enmedicina,en donde se obtienen imgenes porresonancia magntica.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_m%C3%A1sicohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_m%C3%A1sicohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-12http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-12http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-12http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno-1http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno-1http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno-1http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno-15http://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno-15http://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno-15http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=N%C3%BAmero_cu%C3%A1ntico_de_esp%C3%ADn_nuclear&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Espectroscopia_de_resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear_de_prot%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_inorg%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bioqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Medicinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen_por_resonancia_magn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen_por_resonancia_magn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Medicinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bioqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_inorg%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Espectroscopia_de_resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear_de_prot%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=N%C3%BAmero_cu%C3%A1ntico_de_esp%C3%ADn_nuclear&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno-15http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno-1http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-12http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_m%C3%A1sicohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_m%C3%A1sicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico
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    INTRODUCCION.-

    La RMN o RMI (Resonancia Magntica Nuclear o Resonancia Magntica por Imgenes)

    es un nuevo mtodo de Diagnstico por Imgenes que se basa en principios fsicos

    distintos de los otros mtodos que se estudiaron hasta ahora.

    Mientras que el uso de los Rayos X (Radiologa Convencional, Tomografa Computada o

    Angiografa por Sustraccin digital) se basa en la atenuacin de los fotones por los

    tejidos, la Ecografa en el uso de ultrasonidos donde la informacin obtenida depende

    de la impedancia reflexin acstica de los tejidos y la Medicina Nuclear en la inyeccin

    de radiofrmacos para determinar su acumulacin en los distintos tejidos.

    En la RM la informacin obtenida se basa en aprovechar las propiedades magnticas

    de los tomos de H (tambin Na, P y F) que tiene un nmero impar de protones y

    neutrones en su ncleo y el predominio de carga positiva le da con su movimiento de

    spin, propiedades magnticas donde cada protn es un pequeo vector magntico,

    que en estado natural la sumatoria de todos los vectores es cero por estar en todas las

    direcciones del espacio.

    Pero cuando sometemos el cuerpo a un campo magntico externo de cierta magnitud,

    esos pequeos vectores se orientan en sentido paralelo o antiparalelo (Norte-Sur, con

    predominio Norte por ser de menor energa) del campo magntico externo.

    Si luego le aplicamos una onda de radiofrecuencia (rf) que sea semejante a la

    frecuencia a la que se mueven los protones (frecuencia deprecesin que es especfica

    para cada magnitud de campo magntico) con ello logramos cambiar la orientacin en

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    el espacio del vector magntico que representa la sumatoria de los vectores nucleares,

    al plano transversalcon un pulso de 90-, o al longitudinal -pulso de 180-, y sumar

    energa a los protones que luego al parar la onda de RF, los protones se relajan y la

    devuelven en forma de calor y en parte con ondas de rf de la misma frecuencia a laque fueron estimulados; que permite captarlas con una bobina y formar la imagen de

    RM.

    Esas imgenes pueden adquirirse en los distintos tiempos de relajacin tisular T1 o T2,

    que son bastante especficos para cada tejido. Y en los distintos planos del espacio -

    sagital, transversal o coronal- realizando cortes de milmetros a centmetros mediante

    campos de gradientes superpuestos al campo principal del magneto.

    Hay distintos tipos de resonadores con imanes permanentes en general de campo bajo

    y abiertos, con magnetos resistivos de campo bajo y medio y los superconductivos de

    campo medio y alto de 1,5 T hasta 3 T que es el uso clnico; los campos mayores de 3 T

    solo se usan para investigacin.

    La espectroscopia por RM o RME, requiere de campos altos de 1,5T, y superiores,

    permite informacin sobre datos fsico-qumicos de los tejidos que orienta sobre su

    origen y aproxima informacin sobre si un tumor es benigno o maligno.

    Las seales que emiten los tejidos luego de ser estimulados por ondas de rf en un

    campo magntico se denominan hiperintensas, iso ohipointensas y dependen de

    distintas variables como la cantidad de H libre, el T1, el T2 y el flujo. La sangre en

    movimiento no da seal por salirse de la influencia de las ondas de rf y determinan

    vaco de seal de flujo -negro-.

    - La densidad de H libre, que es la cantidad de agua es directamente proporcional a la

    seal, por eso el hueso cortical y el aire no emiten seal -negro-.

    - La grasa que tiene un T1 corto y como la seal cuando ponderamos imgenes T1 es

    inversamente proporcional, presenta hiperintensidad. -blanca-. Y cuando ponderamos

    T2 presenta seal alta pero menor, porque aqu es directamente proporcional y tiene

    un tiempo T2 no tan largo.

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    1- El agua que tiene un T1 largo, no tiene seal cuando ponderamos la seal T1 -negro-

    , porque es inversamente proporcional. Y como elT2 es bien largo presenta una seal

    alta en las imgenes T2 - directamente proporcional-. Por lo que el agua es el contraste

    natural en RM.

    Entre las imgenes T1 y T2, se puede adquirir una imagen intermedia que depende de

    la densidad de protones de los tejidos y la imagen es de menor contraste y mayor

    gama de grises, esta imagen de densidad protnica sirve para visualizar entre otras

    cosas las reas de desmielinizacin y gliosis en cerebro junto con secuencias

    especficas como las tcnicas FLAIR, (de atenuacin del agua e inversin de la

    recuperacin).

    En general toda la patologa por ejemplo los tumores tienen un T1 hipo intenso y un T2

    hiperintenso,Que se asemejan al agua. Por lo que muchas veces es preciso usar un

    medio de contraste, que al acorta los tiempos de relajacin T1 y T2 producen un T1

    hiperintenso de los tejidos tumorales que permite, OTORD POT COTIXADO

    diferenciarlos.

    El medio de contraste que se inyecta por va endovenosa, es el Gadolinio, que es unatierra rara.Hay tumores como el melanoma o los meningiomasque pueden verse en

    T1 hiperintensos y en T2 hipointensos. Como gua general diremos que las ventajas de

    la RM son:

    - No usa radiaciones ionizantes, ni tiene efectos biolgicos adversos, que permite el

    uso en embarazadas.

    - Se estudian todos los planos del espacio sagital, transversal y coronal o inclusooblicuos si es necesario

    - El medio de contraste (Gadolinio) no presenta la frecuencia de reacciones de

    hipersensibilidad de loscontrastes yodados. No se usa en la gestacin.

    - Es excelente para estudiar fosa posterior o medula espinal sin la inyeccin de

    sustancias de contraste

    intratecales, con alta sensibilidad para enfermedades desmielinizantes.

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    Como contraindicaciones podemos mencionar los pacientes con marcapasos,

    implantes cocleares

    o clips vasculares de aneurismas cerebrales (aunque actualmente se usan de titanio y

    material no ferromagntico compatibles con ). Una contraindicacin relativa es la

    claustrofobia que muchas veces requiere sedacin o anestesia al igual que en los

    nios.

    MARCO TEORICO

    este trabajo informativo nos permite definir que la RMN,

    Se basa en la medida de la absorcin de la radiacin electromagntica en la regin de

    las radiofrecuencias aproximadamente de 4 a 900MHZ.

    La espectrocopia de RMN, es una de las principales tcnicas empleadas para obtener

    informacin fsica, qumica electrnica y estructural sobre molculas. Es una

    poderosa serie de medologa que proveen informacin sobre la topologa , dinmica

    y estructuralmente tridimensional de molculas en solucin y en estado slido.

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    TECNICAS ESPECTROSCPICA

    La elucidacin estructural es fundamental en el descubrimiento y desarrollo de nuevos

    frmacos, pues permite, al combinar la informacin obtenida mediante la aplicacin

    de diversas tcnicas espectroscpicas y espectromtricas, establecer la estructura

    qumica de una molcula, un hecho fundamental para entender la forma en cmo se

    da la interaccin entre el frmaco y su diana biolgica. Las tcnicas espectroscpicas y

    espectromtricas ms comnmente empleadas en la elucidacin estructural de

    frmacos son: Ultravioleta visible (UV VIS), Infrarrojo (IR), Resonancia Magntica de

    Protn

    1H-RMN, y Carbono 13C-RMN y Espectrometra de Masas (EM) (ver Tutorial ANEXO).

    ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJO (IR)

    Esta tcnica se fundamenta en el hecho de que los enlaces moleculares presentan

    estados vibracionales y rotacionales, que dependen del tipo de tomos que los

    constituyen y de su momento dipolar (es un requisito que en este caso sea distinto de

    0). La incidencia de la radiacin IR (: 800 40000 nm aprox) ocasiona que estemomento dipolar sufra pequeas alteraciones (sin ruptura ni generacin de nuevos

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    enlaces) originando fundamentalmente dos tipos de vibracin: a) Estiramientos

    (requieren mayor energa) y b) Flexiones de enlace, que estn asociados con seales

    de absorcin especficas que se registran en lo que se denomina Espectro

    IR(estiramientos: seales en la regin izquierda del espectro y flexiones: en la reginderecha del espectro). Todo esto, permite que se puedan establecer tablas de

    correlacin entre la frecuencia de la seal generada y el grupo funcional al cual

    pertenece el enlace que la genera. La integracin de esta informacin permite

    establecer qu tipo de grupos funcionales componen la molculaque se est

    analizando (ver Tutorial ANEXO).

    ESPECTROSCOPIA O ESPECTROFOTOMETRA DE ULTRAVIOLETA-VISIBLE (UVVIS)

    En este caso las seales de absorcin, son generadas principalmente por las

    transiciones electrnicas ( , , , etc), producidas por la incidencia de

    radiacin correspondiente a la regin Ultravioleta y Visible del espectro

    electromagntico (: 190 800 nm). Las transiciones de los electrones (presentes en

    dobles enlaces) son de gran utilidad en el anlisis de compuestos insaturados o

    compuestos que contienen enlaces . Esta tcnica espectroscpica permite obtener

    informacin acerca de la presencia de:insaturaciones, grupos cromforos (sistemas

    conjugados pi) ygrupos aromticos en la molcula analizada.

    ESPECTROSCOPA DE RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR (RMN)

    En esta tcnica espectroscpica el requisito fundamental es que la estructura

    molecular que se pretenda elucidar presente un momento magntico de spin (ncleo

    del tomo) distinto de 0, ya que este es el que se ve alterado por la influencia de uncampo magntico controlado generado por una fuente externa (campo de

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    radiofrecuencia generado por el imn del equipo). Dos modalidades de RMN

    comnmente empleadas en la elucidacin estructural de molculas orgnicas son:

    1H-RMN:

    La RMN de hidrgeno, permite obtener un espectro en donde las seales muestran la

    ubicacin (desplazamiento qumico) y disposicin de los hidrgenos (especficamente

    istopos 1H cuyo spin es ) en la molcula analizada. Esto se da en funcin de la

    proteccin o desproteccin electrnica que generan los tomos a los cuales estn

    directamente enlazados o los tomos adyacentes, permitiendo conocer los ambientes

    qumicos en los que se encuentran los diferentes protones que componen la molcula

    (Nota:tenga presente que los electrones son partculas cargadas que giran y producen

    un campo magntico secundario que se opone al campo aplicado). Comnmente se

    habla de que un espectro de RMN est compuesto de dos regiones: Campo

    alto (regin haca la derecha del espectro) donde se ubican las seales de los H con

    mayor proteccin electrnica (H en metilos, metilenos, etc) y Campo bajo (regin a la

    izquierda del espectro)donde se ubican las seales de los H con mayor desproteccin

    electrnica (aromticos principalmente). Otro tipo de informacin que brindan estos

    espectros, es que las seales pueden verse divididas en funcin de los hidrgenos

    vecinos, a lo cual se le denomina acoplamiento. Adicionalmente, el espectro indica la

    integracin, que es la intensidad relativa de cada seal, proporcional al nmero de

    protones que la componen

    13C-RMN:

    En este caso, el principio es el mismo que para 1H-RMN y por lo tanto la informacin

    que brindan es muy similar. Las principales diferencias, al compararlo con el espectro

    de RMN deprotn protn radican en:

    Los espectros de 13C son ms sencillos, ya que, dependiendo del nmero de carbonos

    no equivalentes,lassealesaparecencomosingletes.

    En el espectro de 13C no se observan acoplamientos 13C-13C debido a su baja

    abundancia natural.

    La escala de los desplazamientos qumicos en 13C es mayor, yendo desde 0 hasta un

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    poco ms de 200 ppm (en 1H-RMN va desde 0 hasta 14 ppm).

    La integracin de las seales en el espectro de 13C no es posible, fenmeno que si

    ocurre en los espectros de hidrgeno.

    Como ventaja fundamental se tiene que el espectro de carbono 13 proporciona

    informacin directa acerca los tomos de carbono que componen la molcula, lo que

    en 1H-RMN se obtendra de forma indirecta. Adems, el espectro de 13C brinda

    informacin acerca de carbonilos y de tomos de carbono cuaternarios

    ESPECTROMETRA DE MASASEst tcnica se vale de la ionizacin de las molculas a causa del bombardeo de la

    molcula con un haz de partculas de alta energa. Los electrones son el tipo de

    partcula ms utilizada (ESPECTROMETRA DE IMPACTO ELECTRNICO). La ionizacin

    de la molcula genera un patrn de fragmentacin caracterstico que depende de la

    estructura qumica de la misma y sirve, por comparacin con un patrn, para la

    identificacin de la misma. Cada fragmento producido genera una seal cuyaintensidad y ubicacin depende de su abundancia relativa (% respecto del fragmento

    ms abundante) y de su relacin masacarga, respectivamente. Una ventaja adicional,

    es que tambin puede obtenerse el peso molecular antes de conocer con certeza toda

    la estructura molecular (ver tutorial ANEXO).

    Por ltimo, es importante mencionar que el anlisis integrado de la informacin que

    proporcionan dos o ms tcnicas espectroscpicas es mucho ms valioso que lainformacin que brinda cada espectro por aparte para establecer de manera

    inequvoca la estructura de una molcula.

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    CONCLUSION.-

    La obtencin de imgenes utilizando principios de la Resonancia Magntica

    Nuclear ha sido ampliamente desarrollada en los ltimos aos debido principalmente

    a su utilidad mdica, ya que es capaz de diferenciar tejidos con una resolucin mayor

    en el caso de la tomografa computada, sin utilizar radiacin ionizante, siendo de esta

    manera menos nociva para la salud del paciente. Pero no slo se restringe su

    aplicacin al campo de la medicina, tambin es plausible en un amplio rango de

    aplicaciones en investigacin bsica, as como en la industria.

    En un experimento de imgenes resulta natural pensar en contrastes. Esto surge de

    las variaciones de ciertos parmetros fsicos que puede existir entre una regin y otra

    dentro del objeto, generando as, variaciones en las intensidades de la seal que

    permite diferenciar distintas regiones en la imagen. Los parmetros fsicos ms

    comunes son: la densidad de espi longitudinal T1 y el

    tiempo de relajacin transversal T2.

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    En este trabajo se producir un perfil unidimensional o imagen 1D, y se estudiar un

    nuevo parmetro de contraste generado por la destruccin de la magnetizacin

    producida por los campos locales presentes en ciertas muestras. En este caso se

    trabaj con una muestra de liposomas de dimiristoilfosfatidilcolina

    (DMPC). Para obtener esta imagen pesada por este nuevo parmetro se aplica previo

    a la secuencia de imgen, una secuencia de espn-lock, para diferentes.

    OBJETIVOGENERAL:

    Informar acerca del procedimiento, indicaciones, precauciones de la resonancia

    magnticanuclear.

    OBJETIVOSESPECIFICOS-Exponer todo aquello sobre la resonancia magntica nuclear.

    -Mostrar su procedimiento, ventajas y desventajas, precauciones, etc.

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    BIBLIOGRAFA

    -OTAMENDI, A ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD DEL USO DE LA TCNICA DE RESONANCIA.

    -ALONSO,P.LA RESONANCIA PARAMAGNTICA, UNA TECNICA

    MULTIDICIPLINAR,ZARAGOSA 2002.