Ressonancia Magnetica

O QUE É A RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR?

A Ressonância Magnética Nuclear (RMN) é uma técnica analítica que permite obter informação estrutural e dinâmica sobre a matéria, e que se baseia na detecção das propriedades magnéticas dos núcleos. Foi descoberta em 1945 por Bloch ePurcell (Prémios Nobel da Física em 1952) na sequência dos trabalhos de Isidor I. Rabi (Prémio Nobel da Física em 1944). Ao longo do tempo, muitos outros investigadores contribuíram de forma decisiva para o desenvolvimento e para a aplicação desta técnica.

A RMN explora as propriedades magnéticas dos núcleos dos átomos. Os núcleos dos átomos podem ser vistos como pequenos piões com carga que rodopiam em torno do seu eixo, gerando o seu próprio pequeno campo magnético.

Apesar de existirem núcleos que não exibem qualquer campo magnético (por exemplo, o 12C), a maior parte dos núcleos comporta-se como pequenos magnetes (por exemplo, o1H ou o 13C). Normalmente, estes núcleos estão dispostos de forma aleatória. No entanto, quando colocados sob a inß uência de um forte campo magnético externo, são obrigados a alinhar-se em orientações especíÞ cas. Estas orientações alinhadas com o campo magnético caracterizam-se por terem diferentes níveis energéticos.

Quando expostos a uma radiação electromagnética na frequência rádio, os núcleos recebem energia e são obrigados a “saltar” para uma outra orientação (de nível energético superior). Ao retomarem a sua orientação original os núcleos libertam energia, emitindo uma radiação característica. Este fenómeno designa-se por ressonância magnética nuclear e dá o nome a esta técnica de caracterização. Diz-se também que a RMN é uma técnica espectroscópica, uma vez que faz uso de radiação electromagnética (neste caso na frequência rádio). Com base neste experiência de RMN sujeita-se uma amostra a um intenso campo magnético. Seguidamente, expõe-se a amostra a um varrimento de radiação electromagnética na frequência rádio. No momento em que a frequência do aparelho corresponde exactamente à frequência de ressonância característica do núcleo (que se designa por frequência de Larmor), os núcleos mudam para outra orientação. Desligando a fonte de radiação electromagnética, os núcleos retomam a sua orientação original emitindo uma radiação que origina um sinal eléctrico. Após tratamento matemático (transformação de Fourier- FT) é possível traçar um gráfico da intensidade do sinal em função da frequência aplicada a que chamamos espectro de RMN.

As frequências de ressonância dos núcleos dependem, não só da natureza do núcleo em estudo, mas também do ambiente químico, aparecendo em sítios diferentes do espectro de RMN. As frequências de ressonância são expressas numa unidade que se designa por desvio químico (e é expressa em ppm). Este desvio químico indica a localização de um sinal de RMN em relação a um padrão, que por convenção tem um desvio químico igual a 0 ppm. Assim sendo, a RMN permite determinar o número e o tipo de grupos químicos num composto, sendo desta forma uma técnica valiosa para a obtenção de informação sobre a estrutura de moléculas.

PARA QUE SE USA A RMN?

A espectroscopia de RMN é hoje usada de forma generalizada por todos os que se dedicam a estudar directa ou indirectamente compostos ou fenómenos químicos. A espectroscopia de RMN é uma técnica analítica sofisticada e poderosa que tem aplicações em diferentes áreas. A diversidade de aplicações só foi possível devido ao contínuo desenvolvimento de diferentes técnicas que se baseiam no fenómeno de RMN. Este desenvolvimento permitiu que ao longo dos tempos cada técnica fosse optimizada de acordo com as necessidades da respectiva aplicação. A RMN pode ser utilizada tanto para a análise qualitativa como quantitativa e as suas aplicações vão desde a análise de compostos químicos simples a seres vivos intactos, de um modo não invasivo e não destrutivo. Os campos mais comuns de aplicação

da RMN incluem:

1) Análise estrutural aplicada à química e à biologia;

2) Imagiologia médica: tomograÞ a de ressonância magnética nuclear ou imagiologia de ressonância magnética nuclear (maior área de aplicação);

3) Prospecção geofísica (por exemplo, de petróleo): geotomografia de ressonância magnética nuclear. O presente artigo vai focar-se sobre as duas primeiras aplicações.

ANÁLISE ESTRUTURAL APLICADA À QUÍMICA E À BIOLOGIA

A utilização da espectroscopia de RMN está muito associada à determinação da estrutura molecular em solução mas os estudos efectuados