중요한 원소들은 무엇인가?

생물학적으로 중요한 스핀을 가진 핵에는 P,Na,F 등이 있다. 인체와 동물의 신체를 손상시키지 않고 그대로 측정할 수 있는 장비도 개발되었다. 예를 들면, 팔뚝을 자기장 속에 넣은 상태로 P의 NMR 스펙트럼을 얻으면 운동 전후 또는 운동 중의 근육조직에 있는 인을 포함하는 성분물질인 아데노신삼인산염 및 무기인을 추적할 수 있다.

 

정상인에 있는 이들 성분의 농도변화를 근육 이상이 있는 환자의 경우와 비교하면 이상 원인과 치료법을 찾을 수 있다. NMR 연구의 주제는 NMR 자석의 연구를 목적으로 시작되었는데 지금은 응용에 그 목적을 두고 있다. 어떤 물체의 표면 위에 자기장을 걸어주면 그 표면에 근접한 분자 내에서 공명현상이 일어나게 되며, 이러한 방법을 이용하면 생체 내에서 H, C, P 등을 포함하고 있는 분자의 스펙트럼을 얻을 수 있다.

 

 

예를 들면 이러한 방법을 이용하여 투여한 약물의 대사과정을 추적할 수 있다. 자기공명 영상법은 1980년대 중반부터 병원에서 임상용으로 사용되어 온 기술이다. 이 방법은 신체 각 부위의 내부를 영상으로 보여주므로 X선에 비해 장점이 많다. 무엇보다도 방사선의 위험이 없어서 훨씬 덜 해롭다. 또한 X선으로는 얻기 힘든 부드러운 조직에 대한 좋은 영상을 얻을 수 있다. 어떻게 이러한 기술이 가능한가?

 

신체의 대부분은 물이다. 대부분의 MRI는 여러 조직 속에 있는 물의 H 스펙트럼을 영상으로 만들어 이용한다. 자석은 사람의 머리나 몸 전체가 들어갈 만한 공간을 가진 아주 큰 것이어야 한다. 다행히 자석은 구조결정에 이용되는 고분해능 NMR 처럼 균일하지 않아도 되므로 큰 자석을 만들어 활용할 수 있게 되었다.