Futuro da espectroscopia NMR

A espectroscopia da ressonância magnética (NMR) nuclear representa uma técnica que seja dependente das propriedades magnéticas do núcleo atômico. Quando posicionados em um campo magnético forte, determinados núcleos resonate em uma freqüência específica na escala da radiofrequência do espectro eletromagnético. As variações ligeiras naquelas freqüências fornecem a informações detalhadas sobre a estrutura molecular em que o átomo reside.

Durante as décadas passadas houve um progresso tremendo em NMR, que ocorreu na instrumentação experimental e nas aproximações teóricas que ajudam a extrair a informação molecular indispensável dos parâmetros especiais conhecidos como “parâmetros NMR de alta resolução”. Isso alargou o espaço desta espectroscopia para estudar uma grande série de problemas moleculars.

A espectroscopia NMR complementa outras técnicas analíticas e estruturais tais como o cristalografia do raio X e a espectrometria em massa. A vantagem desta técnica é a capacidade distintiva de um espectrómetro nuclear para permitir o estudo quantitativo e não-destrutivo das moléculas na solução e em de circuito integrado, mas para permitir igualmente o estudo de líquidos biológicos.

A espectroscopia NMR é a mais usada frequentemente por cientistas bioquímicos interrogar características de moléculas orgânicas, embora a técnica é apropriada a todo o tipo das amostras que contêm os núcleos que possuem a rotação. Não obstante, o futuro da espectroscopia NMR pode estar na medicina personalizada e em dispositivos portáteis.

NMR: Uma tendência na investigação médica

Utilização NMR para ajudar a inibir a gripe & a tuberculose

Utilização NMR dentro da pesquisa para inibir o VIH

Uso na medicina personalizada

A espectroscopia NMR foi usada já com sucesso para seleccionar para os perfis do biomarker que denotam os secundário-fenótipos de várias doenças, colocando a fundação para a revelação de drogas novas e visadas, mas igualmente potencial a possibilidade dos médicos vir acima com “a terapia específica para o paciente específico”.

A primeira etapa é criar uma base de dados de perfis metabólicos nas amostras sob condições dos kindred - que representa um processo conhecido como o metabolomics - com a análise subseqüente dos espectros para determinar todas as predilecções para a doença. Se um grande grupo de pessoas é seguido e a análise está repetida após um determinado período de tempo, os espectros NMR em mudança exibirão mudanças no fenótipo de cada um individual.

A informação recolhida pode então ser usada para localizar os factores ambientais que podem contribuir às mudanças específicas do fenótipo, e para estabelecer que mudanças do fenótipo poderiam conduzir a que doença. Isto permitirá por sua vez que os médicos compreendam as causas de uma doença específica e identifiquem uma cura personalizada.

No momento em que, a espectroscopia NMR pode detectar praticamente todos os metabolitos decontenção em uma amostra, isto é as várias moléculas que produzem sinais diferentes no espectro. As vantagens são que esta técnica é rápida e não-selectiva, sem a necessidade para a preparação da amostra.

A maioria das características que permitirão logo seu uso na medicina personalizada podem já ser encontradas no dispositivo NMR de Avance III HD NanoBay da empresa Bruker, que é actualmente o espectrómetro NMR de faixa larga avançado o mais altamente integrado. Entrega a informação de alta qualidade e inclui mais o estojo compacto e o estábulo ascensão tecnologia do ímã.

Espectroscopia NMR portátil

O sistema NMR tradicional pode ser bastante grande e volumoso devido ao tamanho dos ímãs usados; não obstante, os avanços na tecnologia para produzir ímãs conduziram aos ímãs permanentes menores, que facilitaram por sua vez a aplicação dos espectrómetros do tabletop que nós vemos em laboratórios analíticos modernos, tais como o espectrómetro NMR compacto do Fourier 300 de Bruker.

Uma equipa de investigação da Universidade de Harvard tomou uma etapa mais e pavimentou a maneira para um espectrómetro NMR verdadeiramente portátil. Controlaram integrar a eletrônica do espectrómetro em um chip de silicone 4 mm2, que fosse operado com um ímã permanente compacto (ímã de 0.51-T Hallbach).

Tais sistemas portáteis facilitarão a aplicação da espectroscopia NMR nos exemplos onde os espectrómetros NMR convencionais caros e grandes não podem ser postados, contudo a análise por encomenda ou em linha é necessária. Um pacote de microplaquetas da eletrônica do espectrómetro e as micro-bobinas têm a possibilidade para opr a lentidão inerente de experiências individuais, assim permitindo a análise da alto-produção para o metabolomics, a biologia estrutural e a selecção farmacêutica.

Fontes

  1. http://www.pnas.org/content/111/33/11955.full
  2. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2773773/
  3. http://media.rsc.org/Modern%20chemical%20techniques/MCT2%20NMR.pdf
  4. http://www.vanderbilt.edu/AnS/Chemistry/Rizzo/chem220a/Ch13slides.pdf
  5. Keeler J. Understanding NMR Espectroscopia, segunda edição. John Wiley & Filhos, Inc., 2011
  6. NE de Jacobsen. Espectroscopia NMR explicada: Teoria, pedidos e exemplos simplificados para a química orgânica e a biologia estrutural. John Wiley & Filhos, Inc., 2007; pp. 1-38.

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Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Tomislav Meštrović

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Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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