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核磁共振的原理
最近更新時(shí)間：2017-9-20
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簡(jiǎn)單的說(shuō)就是，處于一個(gè)靜磁場(chǎng)中的核子（質(zhì)子和中子），會(huì)由于磁場(chǎng)的作用而處于不同的能量狀態(tài)，當(dāng)一個(gè)外界的擺動(dòng)的磁場(chǎng)來(lái)擾動(dòng)處于“平衡”狀態(tài)的核子時(shí)，吸收了能量的核子就會(huì)從不同的能級(jí)之間要遷，并再此過(guò)程中會(huì)釋放出能量。而放出的能量被檢測(cè)到之后，經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算就可以得到蛋白質(zhì)內(nèi)部的原子的結(jié)構(gòu)信息。
進(jìn)一步解釋一下：首先不是所有的原子都是有NMR現(xiàn)象的，也不是具有了NMR現(xiàn)象就可以用于蛋白結(jié)構(gòu)解析。象O16，C12是沒(méi)有核磁共振現(xiàn)象的（偶數(shù)的質(zhì)子中子和偶數(shù)的電子），象H2，N14，NMR很難分析也很少研究。只有C13，N15，H1才真正的被用于研究，并用于結(jié)構(gòu)解析。所以小一點(diǎn)的蛋白（小于10kd）因?yàn)楹凶銐虻腍，可以直接用來(lái)NMR分析，而更大的蛋白則需要同位素標(biāo)記，就是在M9培養(yǎng)中，加入C13的葡萄糖，N15的NH4cl，然后誘導(dǎo)，從而是表達(dá)出來(lái)的蛋白中的原子都是具有NMR的C13，N15，H1。
NMR所用到的靜磁場(chǎng)，是磁場(chǎng)非常強(qiáng)大的靜磁場(chǎng)。例如750MHz的譜儀，它的靜磁場(chǎng)是17.5T（特斯拉），這么強(qiáng)的磁場(chǎng)是通過(guò)電磁場(chǎng)產(chǎn)生的，我們知道螺旋線圈是可以產(chǎn)生磁場(chǎng)的，NMR所用的就是處于超導(dǎo)狀態(tài)下的螺旋線圈中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，為了是線圈是超導(dǎo)，所用要將線圈放在液氦中，使溫度接近零度。所以NMR要消耗大量的液氦，還有液氮（放在液氦外面）。
所以NMR是很昂貴的試驗(yàn)，*是樣品需要同位素標(biāo)記，第二是儀器非常貴重。