Espectroscopia

INTRODUCCIÓN
La Espectroscopia por resonancia magnética (MRS) es una técnica diagnostica que ofrece una valoración bioquímica, metabólica y funcional seriadas en enfermedades del sistema nervioso central que complementan los estudios convencionales.
Desde el descubrimiento del fenómeno físico de la resonancia magnética por el grupo Bloch y Purcell numerosos equipos de investigacióntrabajaron en el estudio de las variaciones de la frecuencia de resonancia en función del tipo de núcleo observado (Hidrógeno-1,fósforo-31,carbono-13,sodio-23,etc.)Y considerando un tipo de núcleo en función de la molécula en la que esta integrado, todo ello fue el inicio de la ESPECTROSCOPIA por resonancia magnética nuclear, básicamente imanes más potentes y con una estabilidad mayor, cada vezfue posible estudiar moléculas de mayor peso molecular, en 1957, se publico el primer estudio mediante RM sobre la estructura de una macromolécula, la ribonucleasa. Posteriormente se aplico en procesos metabólicos de órganos prefundidos y en la actualidad, se obtienen espectros de órganos “in vivo”. Paralelamente, en 1973 se inicio el desarrollo de la MRI como técnica tomográfica debido a la idea deP. Lauterbur logrando la primera imagen, utilizando gradientes magnéticos y análisis de frecuencia.
La oportunidad de obtener espectros con suficiente resolución y sensibilidad, mediante imanes de 1.5 Tesla (T), junto con la posibilidad de estudiar en forma directa algunos procesos metabólicos sin interferir en ellos ni utilizar para ello técnicas agresivas, hace de la MRS una herramientade trabajo con grandes posibilidades en él diagnostico médico.

 

FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA ESPECTROSCOPIA DE RMN
La espectroscopia de RMN fue desarrollada a finales de los años cuarenta para estudiar los núcleos atómicos. En 1951, los químicos descubrieron que podía ser utilizada para determinar las estructuras de los compuestos orgánicos.
Esta técnica espectroscópica puede utilizarsesólo para estudiar núcleos atómicos con un número impar de protones o neutrones (o de ambos). Esta situación se da en los átomos de 1H, 13C, 19F y 31P. Este tipo de núcleos son magnéticamente activos, es decir poseen espín, igual que los electrones.
En ausencia de campo magnético, los espines nucleares se orientan al azar. Sin embargo cuando una muestra se coloca en un campo magnético (Figura 1),los núcleos con espín positivo se orientan en la misma dirección del campo, en un estado de mínima energía denominado estado de espín (, mientras que los núcleos con espín negativo se orientan en dirección opuesta a la del campo magnético, en un estado de mayor energía denominado estado de espín (.

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Figura 1. Estados de espín

Existen más núcleos en el estado de espín ( que enestado de espín ( pero aunque la diferencia de población no es enorme sí que es suficiente para establecer las bases de la espectroscopia de RMN.
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Figura 2. Representación del aumento de la diferencia energética entre los estados de espín con el aumento de la fuerza del campo magnético.
Como se observa en la figura 2, la diferencia de energía entre los dos estados de espín ( y (,depende de la fuerza del campo magnético aplicado H0. Cuanto mayor sea el campo magnético, mayor diferencia energética habrá entre los dos estados de espín.

ESPECTRO DE RMN
Cuando una muestra que contiene un compuesto orgánico es irradiada brevemente por un pulso intenso de radiación, los núcleos en el estado de espín ( son promovidos al estado de espín (. Esta radiación se encuentra en laregión de las radiofrecuencias (rf) del espectro electromagnético por eso se le denomina radiación rf. Cuando los núcleos vuelven a su estado inicial emiten señales cuya frecuencia depende de la diferencia de energía ((E) entre los estados de espín ( y (. El espectrómetro de RMN detecta estas señales y las registra como una gráfica de frecuencias frente a intensidad, que es el llamado espectro de...