Unterschied Zwischen ESR-NMR Und MRT

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 08:37

Hauptunterschied - ESR vs NMR vs MRI

Die Spektroskopie ist eine Quantifizierungstechnik, mit der organische Verbindungen analysiert, ihre Struktur aufgeklärt und die Verbindung anhand ihrer Eigenschaften charakterisiert werden. Es wird untersucht, wie sich Strahlung beim Auftreffen auf eine Oberfläche verteilt und mit Materie interagiert. Die Art der Strahlung, die in der spektroskopischen Technik verwendet wird, kann sich von sichtbarem Licht zu elektromagnetischer Strahlung unterscheiden. Die Frage, an der die spektroskopische Analyse durchgeführt wird, kann ebenfalls unterschiedlich sein. Abhängig von der Art der Materie, mit der Strahlung interagiert, kann es zwei Haupttechniken geben - ESR und NMR. Die Elektronenspinresonanzspektroskopie (ESR) identifiziert Elektronenspinraten in einem Molekül und die Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) verwendet das Prinzip der Kernstreuung bei Bestrahlung. Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine Form der NMR und eine Bildgebungstechnik, mit der die Strukturen und Formen von Organen und Zellen anhand der Intensität der Strahlungsemission bestimmt werden. Dies ist der Hauptunterschied zwischen ESR, NMR und MRT.

INHALT

1. Überblick und Hauptunterschied

2. Was ist ESR

3. Was ist NMR

4. Was ist MRT

5. Ähnlichkeiten zwischen ESR-NMR und MRT

6. Nebeneinander-Vergleich - ESR gegen NMR gegen MRT in tabellarischer Form

7. Zusammenfassung

Was ist ESR?

Die Elektronenspinresonanzspektroskopie (ESR) basiert hauptsächlich auf der Streuung von Mikrowellenstrahlung bei Exposition gegenüber einem ungepaarten Elektron in einem starken Magnetfeld. Somit können Organe oder Zellen, die ungepaarte, hochreaktive Elektronen wie freie Radikale enthalten, unter Verwendung dieser Methodik nachgewiesen werden. Daher liefert diese Technik nützliche und strukturelle Informationen von Molekülen und kann als Analysemethode verwendet werden, um strukturelle Informationen von Molekülen, Kristallen, Liganden beim Elektronentransport und bei chemischen Reaktionsprozessen abzuleiten.

Abbildung 01: ESR-Spektrometer

Wenn das Molekül in der ESR einem Magnetfeld ausgesetzt wird, teilt sich die Energie des Moleküls in verschiedene Energieniveaus auf. Sobald das im Molekül vorhandene ungepaarte Elektron die Energie der Strahlung absorbiert, beginnt sich das Elektron zu drehen und diese sich drehenden Elektronen interagieren schwach miteinander. Die Absorptionssignale werden gemessen, um das Verhalten dieser Elektronen aufzuklären.

Was ist NMR?

Die Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) ist eine der am häufigsten verwendeten Techniken in der Biochemie und Radiobiologie. Bei diesem Prozess sind geladene Kerne das Zielmaterial eines Moleküls und seine Anregung bei Bestrahlung wird in einem Magnetfeld gemessen. Die Frequenz der absorbierten Strahlung erzeugt ein Spektrum und die Quantifizierung und Strukturanalyse des jeweiligen Moleküls oder Organs kann durchgeführt werden.

Abbildung 02: NMR-Spektrum

Die bei den meisten NMR-Detektionen verwendete Strahlung ist Gammastrahlung, da es sich um eine hochenergetische nichtionisierende Strahlung handelt. Das Drehen der Kerne im Magnetfeld führt zu zwei Spinzuständen: positivem Spin und negativem Spin. Der positive Spin erzeugt ein dem externen Magnetfeld entgegengesetztes Magnetfeld, während der negative Spin ein Magnetfeld in Richtung des externen Magnetfelds erzeugt. Die entsprechende Energielücke absorbiert externe Strahlung und führt zu einem Spektrum.

Was ist MRT?

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine Form der NMR, bei der die Intensität der absorbierten Strahlung zur Erzeugung von Bildern von Organen und Zellstrukturen verwendet wird. Dies ist eine nicht-invasive Technik und verwendet keine schädliche Strahlung zur Erkennung. Um eine MRT zu erhalten, wird der Patient in einer Magnetkammer gehalten und zuvor mit intravenösen Kontrastmitteln behandelt, um das Bild klar zu erhalten.

Abbildung 03: MRT

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen ESR-NMR und MRT?

• ESR, NMR und MRT verwenden ein Magnetfeld.
• Bei allen drei Techniken erfolgt die Streuung der Materie durch Strahlung; sichtbares Licht oder elektromagnetische Strahlung.
• Alle sind nicht-invasive Techniken.
• Alle drei Techniken basieren auf der Anregung von Materie in einem Magnetfeld.
• Diese Techniken werden in der Diagnostik und Strukturanalyse von Organen und Zellen eingesetzt.

Was ist der Unterschied zwischen ESR-NMR und MRT?

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ESR-NMR gegen MRT
Definition
ESR	Die Elektronenspinresonanzspektroskopie (ESR) ist die Technik, bei der ein ungepaartes Elektron in Resonanz gedreht wird und ein Spektrum basierend auf der Absorption von Strahlung erzeugt wird.
NMR	Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) ist die Resonanz, die auftritt, wenn ein geladener Kern in ein Magnetfeld gebracht und von einer Hochfrequenz "gewobbelt" wird, die bewirkt, dass die Kerne "kippen". Diese Frequenz wird gemessen, um ein Spektrum zu bilden.
MRT	Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine Anwendung des NMR, bei der die Intensität der Strahlung verwendet wird, um Bilder von Organen im Körper aufzunehmen.
Art der Strahlung
ESR	ESR verwendet hauptsächlich Mikrowellen.
NMR	NMR verwendet Radiowellen.
MRT	Die MRT verwendet elektromagnetische Strahlung wie Gammastrahlen.
Art der Materie, auf die abgezielt wird
Europäische Sommerzeit	EST zielt auf ungepaarte Elektronen und freie Radikale ab.
NMR	NMR zielt auf geladene Kerne ab.
MRT	MRT zielt auf geladene Kerne ab.
Ausgabe generiert
Europäische Sommerzeit	ESR erzeugt ein Absorptionsspektrum.
NMR	NMR erzeugt auch ein Absorptionsspektrum.
MRT	Die MRT erzeugt Bilder von Organen, Zellen.

Zusammenfassung - ESR vs NMR vs MRI

Spektroskopische Techniken werden häufig bei der biochemischen Analyse von Molekülen, Verbindungen, Zellen und Organen eingesetzt, insbesondere beim Nachweis neuartiger Zellen und bösartiger Zellen im Körper und damit bei der Charakterisierung ihrer physikalischen Eigenschaften. Somit sind die drei Techniken; ESR, NMR und MRT sind von großer Bedeutung, da es sich um nicht-invasive spektroskopische Techniken handelt, die zur qualitativen und quantitativen Interpretation von Biomolekülen verwendet werden. Der Hauptunterschied zwischen ESR-NMR und MRT besteht in der Art der verwendeten Strahlung und der Art der Materie, auf die sie abzielen.

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