T1 e T2 dell’acqua in diversi tessuti
H2O di bulk
T1 (ms)
T2(ms)
CSF
1500
510
sangue
1350
50
Materia grigia
920
100
Materia bianca
780
90
Tessuto adiposo
250
60-80
Muscolo
scheletrico
860-9
00
50
Sangue
deossigenato
Misure a 1.5 T ( 64 MHz)
H2O di superficie
macromolecola
NMR di fluidi biologici
plasma, urine, CSF, umor acqueo, bile
no pre-trattamento del campione
Segnale 1H-NMR dell’acqua (4-6 ppm) >> segnali di metaboliti
Metodi per la water suppression
Saturazione del segnale dell’acqua
Water suppression mediante impulso selettivo sull’H2O e gradiente di
campo magnetico
Agenti T2 rilassanti e sequenza spin-eco
Molecole pesanti (proteine , lipoproteine, glicoproteine)
segnali molto larghi
Sequenza spin-eco per eliminare i segnali con T2 corto
1
H-NMR di urina: soppressione del segnale dell’H2O
Creatinina/creatina,
citrato, lattato, 2ossoglutarato,
ippurato, istidina,
dietilamina, glicina
Stato fisiologico,
metabolismo di farmaci,
funzionalità renale,
malattie congenite del
metabolismo
1
H-NMR di plasma sanguigno
Lipoproteine (VLDL, IDL, LDL, HDL), glicoproteine, proteine, AA
H
O
H C O O
H C O O
Sequenza spin-eco
H C O
H
Val
glucosio
Ala
Lipoproteine (-CH2-)n, CH3
N+-(Me)3
Spettro normale
Segnale delle lipoproteine più stretto in pazienti affetti da tumore
NAc: glicoproteine del plasma sanguigno (la catena glicosilica è più mobile della
proteina stessa); il livello aumenta in caso di trauma, tumori, gravidanza
1
H-NMR di tessuti ex-vivo
Acido Etil glucuronico
metabolita dell’etanolo presente e rilevabile nel siero, plasma e
capelli per giorni dopo abuso di alcol (metodo utilizzato per scopi
forensi)
Spettri 1H-NMR di estratti di fegato di topi trattati con alcol (g-k) e non trattati (b-f)
1
H-NMR in vivo
Metaboliti del cervello
CH3
H2N
CH2
O
N
COOH
HOOC
O-
NH
NH2+
COOCH3
CH3
H3C
N+
OH
O
CH3
H2N
HO
HO
H
C
C
OH
OH
OH
HO
HOOC
H
C
NH2
NH2
COOH
COOH
Soluzione (in vitro)
Selezione di una sezione di campione mediante
Gradienti di campo magnetico
1
B0
Campo magnetico
omogeneo
Campione contenente una sola
specie chimica (H2O)
B0
Gradiente di
campo
magnetico
∂B
g0 = ∂x
B = B0 + g0x
ωH2O
H-NMR
Selezione di una zona del campione
Gradiente Bz
Impulso 90° selettivo
(a una determinata ω)
Seleziono una fetta di
campione
Gradiente Bx
+ 180°
Gradiente By
+ 180°
voxel
Field of view (FOV)
∆x
∆ω = γ H ∗ Gz∗ ∆x
Risoluzione spaziale δx
Dipende dalla risoluzione spettrale δν
δν =
γ ∆x G x γ δx G x
=
2π N x
2π
δx =
2πδν
γG x
∆ν
δν =
Nx
Ampiezza spettrale
Punti campionati
