1.10: ¿Cómo afectan la relajación de T1 y T₂ a los espectros de RMN?
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La decadencia del FID corresponde a la pérdida de intensidad del vector de magnetización macroscópica en el plano xy (llamado plano transversal) por un proceso llamado relajación espín-espín (o transversal o T 2) relajación. La relajación T 2 ocurre cuando un núcleo en un estado —½ espín transfiere su espín a un núcleo cercano en un estado de + ½ espín, y viceversa. Dado que la relajación de T 2 ocurre a través de giros de giro mutuos, la energía del sistema no se ve afectada, es un proceso entrópico. En términos de nuestro modelo vectorial, la relajación T 2 corresponde a una pérdida de coherencia o desfase del vector de magnetización. La recuperación de la magnetización a lo largo del eje z (longitudinal) (alineado con B o) hasta su posición de equilibrio se produce mediante un proceso llamado retículo de espín (o relajación longitudinal o T1). La relajación T 1 ocurre a través de interacciones de los núcleos con la red (o los núcleos que rodean nuestra muestra). Los movimientos de celosía a la misma frecuencia que la frecuencia de Larmor estimulan la magnetización en los estados de mayor energía — ½ espín para perder este exceso de energía transfiriéndola a la red a través de un proceso llamado decaimiento sin radiación. Dado que la relajación T1 implica una pérdida de energía por parte del sistema a medida que los espines regresan a sus poblaciones de equilibrio, es un proceso entálpico. Estos procesos de relajación son procesos de primer orden caracterizados por las constantes de tiempo de relajación T1 y T2. El ancho a media altura de una resonancia está inversamente relacionado con el tiempo de relajación T 2 del núcleo, w 1/2 = (πT 2) -1. Debido a que los imanes que utilizamos no son perfectamente homogéneos, hay una contribución secundaria al ancho de línea que proviene de la falta de homogeneidad del campo magnético. Por lo tanto, la constante de tiempo de relajación espín-espín aparente o T 2 * observada en el FID incluye tanto el tiempo de relajación T 2 natural del núcleo como el efecto de la falta de homogeneidad del campo magnético, w 1/2 = (πT 2 *) -1. Si quieres conocer el valor real de T 2 para un núcleo, se puede utilizar un experimento especial, llamado eco de espín.
¿Cuáles son los anchos de línea de resonancia de núcleos que tienen tiempos de relajación aparentes de T 2 (es decir, valores T 2 *) de 1 y 2 seg.
Los efectos de la relajación T 1 son más difíciles de observar directamente, ya que corresponde al retorno a las poblaciones de equilibrio después del pulso. Sin embargo, si se coagregan varios FID, como suele ser el caso en RMN, y si el tiempo entre los pasos sucesivos de pulso y adquisición es insuficiente para una relajación completa de T1, las resonancias en el espectro de RMN resultante serán menos intensas de lo que aparecerían de otra manera. Debido a que las mediciones de RMN cuantitativas se basan en la intensidad de resonancia, comprender los efectos de la relajación T1 es muy importante para obtener resultados precisos de qRMN. Por lo tanto, esta asignatura es tratada con mayor profundidad en la sección Aspectos Prácticos de este módulo.