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Capítulo 5

05-01
Desplazamiento químico

05-02
Espectroscopía …
de fósforo

05-03
Espectroscopía …
de otros núcleos

… de protón
… de carbono
… de flúor
… de sodio
… de potasio
05-04
Espectroscopía localizada in vivo

… por eco estimulado
… esuelta por puntos
… imaginería
05-05
Imagen de desplazamiento químico


Capítulo Cinco
Espectroscopía por Resonancia Magnética

he beginning of NMR was spectroscopy – which, at those times, was not yet called "MRS". Today, for biological and medical applications one distinguishes MRI (imaging) and MRS (spectroscopy).

La espectroscopía por RM tiene muchas aplicaciones útiles, como comprobar si el vino (o el zumo de naranja) ha sido adulterado o contaminado. Esto se puede hacer con una técnica de espectroscopía por RM denominada SNIF (site-specific natural isotope fractionation), que le indica al especialista si el zumo (o el vino) contiene los azúcares de zumo de fruta puro o si contiene azúcares añadidos. Desafortunadamente estamos más interesados en las aplicaciones médicas de la espectroscopía por RM.

Figura 05-01:
Botellas de vino viejas, cubiertas con telarañas, deben contener un vino tinto excelente.


05-01 Desplazamiento químico

Hasta este momento hemos asumido que todo resuena a la misma frecuencia en un campo magnético determinado. Sin embargo, las señales de un protón (¹H) no presentan todas la misma frecuencia y por tanto, la señal de la grasa, por ejemplo, se encuentra generalmente desplazada de su posición 'correcta'.

¿Por qué el ¹H en el agua presenta una frecuencia de resonancia diferente al ¹H en la grasa?

A pesar de que ambos protones se encuentran dentro del elevado y uniforme campo magnético externo, en realidad experimentan campos magnéticos ligeramente distintos debido a su entorno químico. Cada núcleo ¹H está rodeado por otros núcleos y electrones, todos ellos poseen a su vez un pequeño campo magnético asociado.

De hecho, son los electrones en los enlaces químicos los responsables de las alteraciones más importantes en el campo magnético experimentado por los núcleos. Por lo tanto, un núcleo ¹H en agua está principalmente influenciado por los electrones de los enlaces de puentes de hidrógeno (H-O), de manera similar a un núcleo ¹H en grasa, que se ve influenciado por los enlaces H-C. Estas diferencias en la frecuencia de resonancia provocadas por los diferentes enlaces químicos en el entorno de los núcleos son la fuente de información en espectroscopía por RM. Las diferencias en frecuencia se conocen también, como desplazamiento químico, δ (Figura 05-02).

Figura 05-02:
Desplazamiento químico (δ): un espectro de protón (¹H) de los tejidos a menudo muestra dos picos claramente diferentes. Uno de ellos se asocia al agua y el otro a la grasa (en este caso triglicéridos). Los datos se muestran en hercios (Hz) para 1 Tesla.


El desplazamiento químico es simplemente una diferencia en frecuencias y se mide en Hz. La diferencia en frecuencias varía con el campo magnético y en el caso del desplazamiento químico entre el agua y la grasa es por ejemplo, de 350 Hz a 2,35 Teslas, pero alrededor de 700 Hz a 4,7 Teslas.

Afortunadamente, la variación en la diferencia de frecuencias por desplazamiento químico es directamente proporcional a la variación del campo magnético externo. Si el desplazamiento químico en Hz se divide por la frecuencia de resonancia básica del núcleo en Hz, se puede obtener un número para el desplazamiento químico, por ejemplo entre el agua y la grasa, que se mantiene invariante independientemente del campo magnético aplicado.

El desplazamiento químico se encuentra típicamente en el rango de decenas a centenares de Hz, mientras que las frecuencias de resonancia se encuentran típicamente en el rango de MHz. Esto hace que los valores de los desplazamientos químicos sean bastante bajos, por lo que se suelen multiplicar por 1 millón y expresarse en partes por millón (ppm).

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