Page 8 - XXIV Studencka Sesja Plakatowa, II Pracownia Fizyczna, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Badanie magnetycznej relaksacji protonów metodą echa

spinowego.

W doświadczeniu badano czasy relaksacji podłużnej (T1) oraz poprzecznej (T2) wybranych związków. Pomiary w pierwszej części wykonano

dla roztworów wodnych CuSO4 oraz glukozy o nieznanych stężeniach, dla których wyznaczono oba czasy relaksacji. W kolejnym etapie
wyznaczono czasT1 dla roztworu CuSO4 o stężeniu 1,25%, medium DMEM oraz ich mieszanin.

WSTĘP

Magnetyczny rezonans jądrowy bazuje na własnościach magnetycznych

jąder atomowych. Jądra o niezerowym spinie selektywnie absorbują fale
elektromagnetyczne o określonej częstości [1]. Momenty magnetyczne

takich jąder umieszczonych w polu o stałym wektorze indukcji

zaczynają wykonywać ruch precesyjny z częstością Larmora Ω=gB.
!
Przyłożenie dodatkowego pola magnetycznego wytrąca je z ich stanu
równowagi (Ω1 =gB1) . Jeżeli spełniony zostanie warunek Ω=Ω1

występuje zjawisko rezonansu magnetycznego.

W ten sposób wzbudzone jadro wracając do równowagi
termodynamicznej będzie ulegało relaksacji. Wyróżniamy relaksację

podłużną (spin-sieć) której czas trwania oznaczamy parametrem T1 i

określa on czas odbudowy podłużnej składowej magnetyzacji. Relaksacja
poprzecza (sieć-sieć) związana jest z zanikiem poprzecznej składowej

magnetyzacji a czas trwania tego procesu oznaczamy T2.

Jedną z metod umożliwiającą pomiar czasów relaksacji jest metoda echa
spinowego. Polega ona na podaniu sekwencji dwóch impulsów, które

obracają wektor magnetyzacji: o 90 impuls π/2 i o 180 impuls π. Po
0
o
takim samym czasie jak pomiędzy impulsami pojawia się sygnał echa Przekrój działania pola B1 na moment magnetyczny cząsteczki [1]
spinowego, którego amplituda zależy od czasu (tD) między kolejnymi

impulsami.

OPIS EKSPERYMENTU

W skład układu pomiarowego wchodził spektrometr impulsowy
Katarzyna 1. Glukoza i CuSO4 PS15 firmy Ella, elektromagnes oraz stabilizator pola

magnetycznego JTM83.
Jurkowska Po ustaleniu czasu trwania impulsów π i π/ 2 , zastosowano

metodę 3 impulsów w kolejności π-π/2-π, podawanych w jednym
kierunku x. Zmieniając czas pomiędzy impulsem π a π/2

odczytywano zmiany amplitudy echa spinowego. Do tak

zebranych danych dopasowano funkcję o wzorze:

!
= ∗
Gdzie A i T1 to parametry podpasowania prostej 2. Wpływ CuSO4 na czas relaksacjiT2 medium DMEM
Na tej podstawie wyznaczono następujące wartości czasu T1:

Nazywam się Katarzyna Jurkowska i jestem studentka

= 3,368 3 W analogiczny sposób wyznaczono czasT2 dla:
III roku biofizyki. Do wyboru takiego kierunku skłoni- = 119,137 7

ło mnie zainteresowanie medycyna i biologia, lecz nie 1,25% = 16,276 2
Następnie w celu wyznaczenia czasu T2 zmierzono zależność

w klasycznej formie, a takiej która łączy w sobie moja amplitudy echa od czasu pomiędzy impulsami π/2 a π : = 1096,7 3 5 ms
Wyznaczono również czasyT1 mieszanin tych dwóch substancji
kolejna ulubiona dziedzinę nauki jaką jest fizyka. Pra- = 15, 70 8

+ 10% = 132,8 5 5 ms
ce licencjacka pisze pod opieka Pani dr.hab.inż Eweliny = 1,959

+ 20% = 107,056 5 ms
Lipiec i jej tematem jest „ Zastosowanie spektroskopii

+ 30% = 83,273
Ramana w badaniach składu chemicznego substancji + 0% = 7 ,699 6

czynnych testów wykrywających białka charakterystycz- + 50% = 13,609 1

ne dla wirusa SARS COV2”. W przyszłości chciałabym

rozwijać swoje zainteresowania związane z informatyka

jak i bioinformatyka. W wolnym czasie rysuje i czytam

książki, głownie kryminały i science-fiction. Dodatkowo

dla odstresowania uprawiam różnego rodzaju sporty

jak np. jazda konna, wspinaczka.
.

Zależność eksponencjalna objętości dodanego CuSO4 od czasu T1 dla
medium DMEM.

Źródła: Podsumowanie
[1] Skrypt do ćwiczenia Z7

W przypadku czasów relaksacji widać zależność szybszego zachodzenia
[2] „Pomiary czasów relaksacji podłużnej i poprzecznej relaksacji T2 w stosunku do T1. Jak widać wyraźnie na wykresie powyżej

wybranych cieczy z wykorzystaniem skanera EFNMR” dodanie CuSO4 wpływa na skrócenie czasu relaksacji. Niepewności w

Mariusz Trybus otrzymanych wartość mogą w dużej mierze wynikać z problemów z

ustabilizowaniem sygnału, co jest główną trudnością w tym

eksperymencie.