logo_left header_right
     
 BME NTI > Oktatás > Orvosi Fizika > Orvosi Fizika Oktatás > OFLaborgyakorlatok > NMR

Mágneses rezonancia laborgyakorlat

 

Részletes Mérésleírás itt található.

 

Összefoglalás:

A magmágneses rezonancia (NMR) mintegy 70 éve létező anyagvizsgálati, spektroszkópiai módszer amely széles körben alkalmazott a fizika, kémiai, biológia és orvosi területeken, olyan alkalmazásokkal mint pl. a szupravezetők vizsgálata, fehérjék és más biomolekulák szerkezetvizsgálata gyógyszerkutatásra, kőolaj feltárás, és nem utolsósorban az orvosi célú képalkotás. A laborgyakorlat célja, hogy a Fizika tanszéken 2012-ben üzembe helyezett 300 MHz-es (7 T) NMR berendezés bemutatásán és használatán keresztül bevezetést adjon az NMR spektroszkópiába, ami az orvosi-fizika MSc hallgatók későbbi tanulmányaiban kulcsfontosságú műszer lehet. A gyakorlat deklarált célja, hogy amennyire csak lehet közel hozzuk a hallgatókhoz a műszer használatát úgy, hogy egy NMR mérőfej áramkörének megtervezésében, megépítésében is részt vegyenek. Ebbe beleértendő a mérőfej felépítésének tanulmányozása, majd NMR mérések és alapvető pulzusszekvenciák használata orvosilag is releváns mintákon. A laborgyakorlaton való részvétel az elméleti ismeretekből való alapos felkészülést igényli, a gyakorlat folyamán a hallgatók ezekből az ismeretekből beszámolnak, amely a pontozásba beleszámít.

A mérés során megszerzett kompetencia:

Képességek:

  • NMR spektroszkópia alapjai
  • NMR mérőfej építése

 

A laborgyakorlat feladatai:

1. Beszámoló a mérési leírásból és a felkészülési feladatokból.
2. Tervezzünk meg és gyártsunk le egy tekercset a megadott rézdrótból aminek belső
átmérője 5 mm, hossza nem több mint 3 cm és a Larmor frekvencián mért
impedanciája 50 W körüli. Mérjük is meg LCR mérővel, hogy mekkora az
önindukciós együtthatója.
3. A felkészülési feladat segítségével számítsuk ki, hogy mekkora C1 és C2 értékek
mellett lesz ezzel a tekerccsel a rezgőkörünk rezonancia frekvenciája azonos a Larmor
frekvenciával.
4. A próbaáramkörön állítsuk össze a leírásban szereplő rezgőkört, forrasztás és
csavarozás segítségével.
5. A Hybrid Tee segítségével keressük meg első lépésként a mérőfejről a legkisebb
reflexióhoz tarozó frekvenciát. A C1 (tuning) és C2 (matching) kondenzátorok
állításával hangoljuk be a rezgőkörünket 50 W-os impedanciára a Larmor frekvencián.
6. A rezgőkör Smith chartját is vegyük fel és értelmezzük azt két esetben, egyszer
amikor a rezgőkör optimális illetve amikor széndékosan elhangoljuk a Larmor
frekvenciáról.
7. A mintát helyezzük be a tekercsbe, majd az egész mérőfejet és kössük össze az NMR
berendezéssel. Azonosítsuk a berendezés főbb részeit és ismerkedjünk meg az Topspin
mérőprogram alapjaival.
8. A mérőprogrammal is vegyük fel a rezgőkör reflexióját (wobb parancs), ellenőrizzük,
hogy ez valóban a Larmor frekvenciánál minimális, ha szükséges, hangoljuk finoman
újra a mérőfejet.
9. Egy pulzussal próbáljunk meg FID-t megfigyelni. Az FID Fourier transzformáltja
segítségével határozzuk meg a pontos Larmor frekvenciát.
10. Ezt követően hozzunk létre spin-echo-t, majd a pulzushosszakat optimájuk. Számítsuk
ki, hogy a kimenő teljesítmény mekkora B1 teret hoz létre a tekercsben és, hogy ez
konzisztens-e a g*B1*t=p/2-vel!
11. Hozzuk létre a Carr-Purcell pulzussorozatot és a Carr-Purcell-Meiboom-Gill
pulzussorozatot. A kapott eredményekből határozzuk meg a T2, spin-spin relaxációs
időt.