Спектроскопия ЯМР биомолекул

Что такое ядерный магнитный момент? В каких случаях можно наблюдать явление магнитного резонанса? Как происходит определение структуры белка методом ЯМР? На эти и другие вопросы ответил Владимир Польшаков в ходе лекции, прочитанной зимой 2013 года и опубликованной на канале FutureBiotech

Принцип магнитного резонанса основан на том, что все элементарные частицы (электрон, протон, нейтрон) обладают спиновым квантовым числом, равным 1\2, и магнитным моментом. Когда их помещают в магнитное поле, их энергетический уровень вырождается, они становятся ориентированы по магнитному полю и против него. Между этими состояниями может наблюдаться переход, сопровождаемый выделением или поглощением кванта энергии. Все более тяжелые ядра, будучи составленными из протонов и нейтронов, также могут обладать магнитным моментом, но могут и не обладать им, потому что спины их могут складываться или вычитаться.

По своим свойствам спектроскопия ЯМР полностью полноправно принадлежит к той группе спектральных методов, которые нам хорошо известны, только лишь с одним различием — она поглощает или излучает энергию в области радиоволн. Это наиболее низкая энергетическая область. Отсюда вытекает одно из неприятных свойств: низкие энергетические переходы, очень близкая заселенность нижнего и верхнего уровней и, соответственно, очень маленькая чувствительность метода.

Методы импульсной фурье-спектроскопии основаны на том факте, что мы помещаем электроны, обладающие магнитным моментом, в магнитное поле высокой напряженности, к нему прикладываем электромагнитное поле, перпендикулярно направленное к внешнему, что вызывает поляризацию намагниченности этой спиновой системы. В результате, после этого импульса с появлением поляризации намагниченности, спиновая система начинает протестировать, возникает электромагнитная индукция, сигнал которой мы и записываем.

В рубрике «Лекции» мы выбираем для вас самые интересные лекции авторов ПостНауки, прочитанные ими на различных площадках, и публикуем в привычном формате. Так мы со временем соберем лучшие выступления ученых в одном месте. Чтобы посоветовать нам лекции, пишите postnauka@postnauka.ru.