Совершенствование ЯМР-томографов и создание высокопольных систем (1,5-2 Тл) сделало возможным проведение в клинических условиях магнитно-резонансной спектроскопии (МРС), позволяющей с высокой точностью измерять спектры различных химических элементов [10]. Благодаря этому, МРС дает возможность проследить за региональными метаболическими изменениями. ЯМР спектры имеют следующие основные черты:

-    ядра в различных химических группах имеют разные константы экранирования, и условие резонанса выполняется на разных частотах;

-    число сигналов на спектре показывает число видов протонов;

-    площадь пика поглощения пропорциональна числу ядер;

-   расщепление сигнала позволяет рассчитать спин-спиновое сдваивание между ядрами с ненулевыми спинами.

Измерения химического сдвига ( 5 ) проводятся относительно положения спектральной линии эталонного ядра, не имеющего никакого окружения. Так как это невыполнимо, сдвиги обычно указываются относительно протонов некоторого стандартного вещества. Для !Н МРС - это тетраметилсилан Si(CH3)4 (TMS), который расщепляется на эквивалентные протоны, для P МРС - фосфорная кислота, хотя на практике как вторичные эталоны используются вода и PCr соответственно. Эталонный состав может находиться в капсуле вне объекта или внутри, последний случай предпочтительнее, так как на внешние эталоны могут влиять разные факторы.

Значения 8 положительны, если образец поглощает энергию на более высокой частоте, чем частота эталона в постоянном поле:

5 = io6(v    -у )/у    (46)

^ ±w \у образца yTMS/' у TMS    v '

где Vобразца - частота сигнала от исследуемого образца, vTMS - частота сигнала от тетраметилсилана. Множитель 106 просто масштабирует численное значение 8 в более удобный размер: значения 5 указаны в миллионных долях или ppm.

Диапазоны химических сдвигов различны для каждого типа ядер. Для 1H спектров он составляет от 0 до 10 ppm, а для C спектров от 0 до примерно 250 ppm. Ядра 14N, 15N, 17O, 19F имеют большие диапазоны химического сдвига. Так, O ядра показывают диапазон экранирования более 2000 ppm. Переходные ядра металлов показывают еще большие диапазоны экранирования. Например, ядро Fe дает диапазон более 8000 ppm, который делает его чрезвычайно чувствительным для электронных и структурных исследований.

На спектрах можно заметить расщепление резонансных линий, которые имеют различные интенсивности. Расщепление резонансов на отдельные линии возникает потому, что каждое ядро может влиять на локальное поле,

испытываемое другими ядрами и, таким образом, изменять их резонансные частоты. Сила взаимодействия выражается в единицах скалярной константы сдваивания J, измеряемой в герцах. Константы сдваивания спинов не зависят от силы приложенного поля и способности последнего создавать локальные поля

Это прямое спин-спиновое взаимодействие используется в ЯМР-спектрах твердых тел для измерения межатомных расстояний. Когда рассматриваются жидкости или газообразные образцы, прямой механизм спинового сцепления не применяется, потому что случайные молекулярные движения внутри образца непрерывно изменяют ориентацию молекул в приложенном поле и среднее сцепление стремится к нулю.