Resonancia Magnética

La espectroscopía de Resonancia Magnética en sus tres vertientes de Resonancia Magnética Nuclear (RMN), Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR) e Imagen de Resonancia Magnética (MRI) es una técnica no destructiva que permite la investigación de la estructura química, dinámica e interacciones moleculares, e imagen molecular, en muestras de origen muy diverso y aportando resultados cuantitativos.

Mediante RMN y EPR se pueden estudiar moléculas en estado sólido, semi-sólido y en disolución. La gama de aplicaciones es muy amplia, cubre desde los compuestos químicos y biológicos en estado puro (ej. proteínas, DNA, etc), hasta las mezclas de compuestos tales como alimentos, preparados farmacéuticos,  muestras de tejidos blandos o fluidos de organismos vivos, etc. La MRI por su parte es la herramienta ideal para acceder a los detalles de la morfología y funcionalidad  biológica de tejidos in-vivo o ex-vivo.

Las tres técnicas mencionadas tienen su origen en una propiedad de origen cuántico que afecta a las partículas sub-atómicas que constituyen la materia, se trata del fenómeno del espín. Cuando una partícula sub-atómica con espín se introduce en un campo magnético externo, su posible estado energético se desdobla en una serie de niveles cuantizados.  Partiendo de un sistema de espines en equilibrio, RMN y MRI primero inducen y posteriormente detectan transiciones entre los niveles energéticos del espín nuclear de un determinado tipo de isótopo (núcleo atómico) de la muestra (1H, 13C, 31P, 23Na,...). La EPR hace lo mismo con los niveles energéticos del espín electrónico, éste espín sólo aparece en átomos y moléculas paramagnéticas. En todas las técnicas mencionadas, las energías implicadas para producir estas transiciones son muy débiles, entran en el rango de las frecuencias de radio (MHz) y de las microondas  (GHz) por lo que no producen efectos destructivos en la muestra o organismo que es objeto del estudio.  Un hecho singular que diferencia la RMN y MRI de otros tipos de espectroscopía, es la lentitud de los procesos de relajación que conducen a los espines nucleares de vuelta a la condición inicial de equilibrio. Este hecho ha permitido el desarrollo de las modernas técnicas multipulso que han dado lugar a una amplia gama de experimentos de RMN y MRI en una y múltiples dimensiones y que en la actualidad permiten abordar el estudio de muestras de una gran complejidad.