核磁共振的原理

<font>NMR（核磁共振）nuclear magnetic resonance。A phenomenon in which transitionsin the magnetic energy states of the nuclei of atoms are induced when the atoms are placed in a static magnetic fieldand subjected to an oscillatory magnetic field, perpendicular to<br /> the static field, and oscillating at some characteristic radio frequency.<br /> 简单的说就是，处于一个静磁场中的核子（质子和中子），会由于磁场的作用而处于不同的能量状态，当一个外界的摆动的磁场来扰动处于“平衡”状态的核子时，吸收了能量的核子就会从不同的能级之间要迁，并再此过程中会释放出能量。而放出的能量被检测到之后，经过分析和计算就可以得到蛋白质内部的原子的结构信息。<br /> 进一步解释一下：首先不是所有的原子都是有NMR现象的，也不是具有了NMR现象就可以用于蛋白结构解析。象O16，C12是没有核磁共振现象的（偶数的质子中子和偶数的电子），象H2，N14，NMR很难分析也很少研究。只有C13，N15，H1才真正的被用于研究，并用于结构解析。所以小一点的蛋白（小于10kd）因为含有足够的H，可以直接用来NMR分析，而更大的蛋白则需要同位素标记，就是在M9培养中，加入C13的葡萄糖，N15的NH4cl，然后诱导，从而是表达出来的蛋白中的原子都是具有NMR的C13，N15，H1。<br /> NMR所用到的静磁场，是磁场非常强大的静磁场。例如750MHz的谱仪，它的静磁场是17.5T（特斯拉），这么强的磁场是通过电磁场产生的，我们知道螺旋线圈是可以产生磁场的，NMR所用的就是处于超导状态下的螺旋线圈中的电流产生的磁场，为了是线圈是超导，所用要将线圈放在液氦中，使温度接近绝对零度。所以NMR要消耗大量的液氦，还有液氮（放在液氦外面）。<br /> 所以NMR是很昂贵的试验，第一是样品需要同位素标记，第二是仪器非常贵重。</font>