• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Analytisk kemiArtikler fra Dansk Kemi12. 04. 2022 | Heidi Thode

Anvendelse af tidsdomæne NMR i medicinalindustrien

Analytisk kemiArtikler fra Dansk Kemi12. 04. 2022 By Heidi Thode

Tidsdomæne kernemagnetisk resonans (TD NMR) tilbyder en bred vifte af hurtige, ikke-destruktive anvendelser til forskningslaboratorier og produktionsmiljøer inden for kvalitetskontrol.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2022 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Læs originalartiklen her

Af Emil Veliyulin, Samsi Instruments

Tidsdomæne kernemagnetisk resonans (TD NMR) er en forenklet og væsentlig billigere version af de velkendte spektroskopiske instrumenter baseret på kernemagnetisk resonans. TD NMR finder mange anvendelser, hvor en hurtig, ikke-destruktiv og præcis måling ønskes. TD NMR er således blevet implementeret i forskellige forskningslaboratorier og industrielle sammenhænge inden for kvalitetskontrol af råvarer og slutprodukter, samt optimering af produktionen. Operatører uden særlig ekspertise kan udføre de fleste rutinetests takket være den høje grad af automatisering af moderne TD NMR-instrumenter.

Håndtering af lægemidler
Medicinalindustrien har meget strenge kvalitets- og hygiejnekrav til fremstilling af mobil medicin. Sådanne lægemidler fremstilles af fuldautomatiske linjer i kemisk rene produktionsfaciliteter med størst mulig reduktion af interferens med mennesker og minimal manuel håndtering af produktet. Oftest er lægemidlet hermetisk forseglet i en glasampul eller i en glasbeholder med en korkprop. Nøjagtig kontrol over mængden af ​​lægemiddel i hver ampul er en af ​​de vigtige parametre i kvalitetskontrollen, og det udstyr, der automatisk fylder væsken, bør kontrolleres og om nødvendigt kalibreres med korte intervaller for at undgå afvigelser fra det specificerede volumen.

Målinger til bestemmelse af volume
Når et NMR-rør med en prøve placeres i et permanent magnetfelt i NMR-instrumentet, er alle brintatomer i prøven “polariseret”. For at udføre et simpelt NMR-eksperiment sendes en impuls i form af en radiofrekvens, der vipper alle polariserede brintatomer i prøven ud af ligevægt. Derefter vil prøven vende tilbage til ligevægt ved at afgive den ekstra energi, der kom fra radiofrekvensimpulsen, og dette vil inducere vekselstrøm i spolen, som detekteres i form af et dæmpningssignal (figur 1). Hvert brintatom i prøven bidrager til dette detekterede NMR-signal, og derfor vil amplituden Mo (figur 1) på tidspunktet = 0 være direkte proportional med mængden af ​​væske i prøven. Dette kan for eksempel danne grundlag for en ultrahurtig og nøjagtig måling af fyldningsvolumen af ​​lægemidlet i ampuller og andre beholdere.
I denne analyse måles i praksis kun de første 20-30 punkter, så tæt på begyndelsen af ​​kurven som muligt for at udligne dem og dermed forbedre nøjagtigheden (blå cirkel i figur 1). Metoden skal først kalibreres mod nogle få (cirka fem-syv) prøver med en præcis og kendt vægt af væsken. En typisk standardkurve er vist i figur 2, hvor Y-aksen repræsenterer det målte NMR-signal, og X-aksen er vægten af ​​fem referenceprøver. En brugervenlig kalibreringsrutine er integreret i alle TD NMR-instrumenter og kan nemt udføres af personale uden særlig kompetence på få minutter. Selve analysen af ​​en ukendt prøve tager typisk 15-30 sekunder, og måletiden kan forkortes yderligere ved særlige behov (for eksempel i et fuldautomatisk online målesystem).
En konstant og veldefineret prøvetemperatur er vigtig for at opnå den højeste nøjagtighed med NMR-teknikken. Derfor er det en fordel at have temperaturstyring i både produktionslokalet og i selve NMR-magneten. Det er vigtigt at understrege, at TD NMR-teknikken kan udføre denne analyse på alle typer væskelignende prøver, hvor hverken form, farve, konsistens eller sammensætning har betydning for resultatet. Lægemidler kan analyseres i de fleste typer beholdere, som for eksempel sprøjter, hætteglas, flasker, ampuller osv. (figur 3). Målingen er uafhængig af typen, størrelsen og formen af ​​prøvebeholderen, gummiprop eller plastik brugt i beholderen, aluminiumshætte og/eller metalnål placeret ovenpå (for eksempel krympede hætteglas) eller inde i beholderen (for eksempel sprøjter).

Billeddannende målinger
Magnetic Resonance Imaging (MRI) er en meget nyttig og vigtig NMR-teknik til medicinsk billeddannelse. Konventionel NMR (både spektroskopisk NMR og TD NMR) analyserer altid hele prøven, dvs. alle hydrogener eller andre NMR-aktive atomer i prøven bidrager lige meget til det observerede NMR-signal. Med andre ord har almindelig NMR ikke rumlig opløsning til at skelne mellem og visualisere forskellige strukturer og inhomogeniteter i prøven. I modsætning til NMR har MRI evnen til at præsentere NMR-signaler i form af et digitalt billede, hvor hver pixel i billedet indeholder information om NMR-egenskaberne i netop dette punkt af det objekt, der undersøges. Medicinsk billeddiagnostik handler om at skabe tværsnitsbilleder af interesseområder med den ønskede kontrast og kvalitet, der kan hjælpe læger med bedre at forstå misdannelser og sygdomme og komme med mere effektive behandlingsstrategier for hver enkelt patient.
Da MR er harmløs og kan udføres ikke-invasivt, er denne teknik ideel til opfølgning og kontrol af behandlingsforløbet. Blandt de vigtigste NMR-egenskaber, som har stor betydning for den observerede kontrast i MR-billeder, er mængden af ​​aktive atomer i en given pixel (såkaldt protondensitet) og NMR-relaksation. Den målte intensitet af NMR-signalet er normalt en kompleks kombination af disse parametre, og læger kan ofte opnå væsentlig bedre kontrast mellem forskellige strukturer og organer i et MR-billede ved at optimere MR-måleparametre samt ved at injicere et såkaldt MR-kontrastmiddel i patientens blodbane før MR-undersøgelsen. Dette fører til hurtigere NMR-relaksation i blodkar og væv med høj vaskularitet (for eksempel tumorvæv) end i normalt væv og dermed øget kontrast i MR-billeder. Et typisk eksempel er vist i figur 4, der viser et MR-billede af hjernen taget med et intravenøst ​​kontrastmiddel, hvor en stor hjernetumor lyser op på grund af injiceret kontrastmiddel. Alle kontrastmidler vil efter kort tid blive udskilt af kroppen gennem urinen, uden at det påvirker kroppen på nogen skadelig måde.

TD NMR som redskab i udvikling af kontrastmidler
Et typisk kontrastmiddel er en væske, der indeholder paramagnetiske partikler af gadolinium (Gd). Brugen af ​​ekstremt giftigt tungmetal Gd i MRI-kontrastmidler gør udviklingen, design og produktionen af moderne kontrastmidler til en ekstremt kompliceret teknologisk proces. Hver Gd-partikel skal indkapsles i et bærermolekyle (chelateringsmiddel), der forhindrer toksiciteten af ​​gadolinium, mens kontrastegenskaberne bibeholdes. For at opnå den ønskede kontrast i MR-billeder er det vigtigt, at kontrastmidlet ændrer NMR-relaksationstider på en velkontrolleret måde. Samtidig er MR-scannere meget dyre, og MR-tid er værdifuld. Et meget enklere og billigere TD NMR-instrument som alternativ kan derfor være nyttigt. Det er muligt at bruge TD NMR til udvikling, test og kvalitetskontrol af MR-kontrastmidler. Da NMR-relaksationstiden er en funktion af magnetens styrke, er det vigtigt, at TD NMR-instrumentet har den tilsvarende magnetiske feltstyrke som MR-scanneren. I praksis anvendes normalt TD NMR-instrumenter med 20, 40 og 60 MHz protonresonansfrekvenser, der dækker behovene for kommercielle MRI-systemer.

E-mail:
Emil Veliyulin: emil@samsi.no

BOKS:
Et TD NMR-instrument kan udføre en række eksperimenter, som giver forskellig og supplerende information om det undersøgte materiale. Dette opnås ved at udføre specifikke såkaldte NMR-pulssekvenser, såsom “Free Induction Decay” (FID), “Hahn-echo”, CPMG, “solid echo” og andre. Valget af NMR-pulssekvens afhænger ikke kun af den type information, der kræves, men også i høj grad af prøvernes fysiske og kemiske egenskaber. Tilstedeværelsen af ​​faste og flydende faser, deres mobilitet, stivhed og “levetiden” af NMR-signalet er blandt de vigtigste parametre, der skal tages i betragtning.

BOKS:
Bench-top TD NMR-instrumenter har flere fordele:
• Hurtig analyse (sekunder)
• Ingen prøvebehandling
• Mulighed for fuldautomatisk implementering
• Kan producere meget specifik og detaljeret information på forskellige niveauer til brug i R&D
• Ikke-invasiv og ikke-destruktiv for prøven
• Ikke-forurenende for miljøet – bruger ingen kemiske opløsningsmidler, sikkert for operatøren
• Nemt at bruge, kan udføres rutinemæssigt af personale uden særlig ekspertise
• Lineære og stabile over tid kalibreringer, derfor kræves der kun få kalibreringstests
• Lave vedligeholdelsesomkostninger
• Det samme instrument kan bruges til forskellige applikationer
• Brugerdefinerbare applikationer, evne til at skræddersy og udvikle egne applikationer.

Skrevet i: Analytisk kemi, Artikler fra Dansk Kemi

Seneste nyt fra redaktionen

Vil du stå i spidsen for et af Danmarks ældste fagblade – Dansk Kemi søger ny redaktør

Top17. 09. 2025

Da vores redaktør, Hanne Christine Bertram, stopper, søger vi en redaktør til et af Danmarks ældste fagtidsskrifter, Dansk Kemi. Dansk Kemi bringer aktuel og dybdegående information om kemien og dens udvikling inden for industri, forskning og uddannelse. Bladet er desuden medlemsblad for Kemisk

Jubilæumsudgaven af Labdays i Aarhus er kommet godt fra start

BranchenytTop10. 09. 2025

Lige fra morgenstunden stod de første besøgende klar til at komme ind på LabDays messen, der i år afholdes i smilets by, Aarhus. Her kunne de finde oplagte udstillere, der gennem messens to dage står klar til at præsentere deres produkter, der inkluderer alt indenfor laboratorieverdenen. Der ud

Kvantealgoritmer og kemisk forståelse i åbne systemer

AktueltArtikler fra Dansk Kemi03. 09. 2025

Fra myten om den heroiske beregning til realistiske simuleringer af elektronoverførsel i åbne systemer med hukommelse. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Lea K. Northcote1,2 og

Grøn kemi, affald og plast

AktueltArtikler fra Dansk KemiGrøn omstilling26. 08. 2025

Grøn kemi – læren om hvordan kemi udføres bæredygtigt og sikkert – bliver kun vigtigere. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Christine Brænder Almstrup og Mikael Bols, Kemisk

Det gyldne mikrobiom: Tarmbakterier som kilde til det essentielle B-vitamin riboflavin

AktueltArtikler fra Dansk KemiBiokemiBioteknologiMedicinalkemi20. 08. 2025

Riboflavin er et essentielt vitamin, der spiller en nøglerolle for vores sundhed samt for at opretholde et sundt tarmmikrobiom. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Emmelie Joe

Antibiotikaresistens i vores naturlige miljøer

AktueltArtikler fra Dansk KemiBiologi12. 08. 2025

Spredning af antibiotikaresistens kan ske via mineraloverflader. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Karina Krarup Svenninggaard Sand, associate professor, Globe Institute,

Nye metoder giver indsigt i plantebaseret strukturdannelse

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi04. 08. 2025

Et afsluttet ph.d.-projekt fra Institut for Fødevarer ved Aarhus Universitet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Julie Frost Dahl*, Sandra Beyer Gregersen og Milena Corredig,

Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi23. 06. 2025

Franz Hofmeister opløste æggehvide i vandige saltopløsninger. En artikel fra 1888 beskriver, hvordan nogle ioner får proteiner til at udfælde, mens andre ioner har den modsatte effekt. Fødevarekemien bruger stadig Hofmeister, men langt mere nuanceret. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3,

Udvinding af fødevareproteiner fra kløvergræs ved membranteknologi

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi17. 06. 2025

Hvis kløvergræs skal kunne anvendes som ny ressource til udvinding af fødevareproteiner, kan membranteknologi være vejen frem. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Mette Lübeck, Mads

Trinatriumhexafluo… hvad for noget?

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi09. 06. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) I år fejrer man internt i IUPAC 20-året for offentliggørelsen af The Red Book (i det følgende blot "RB2005") med anbefalinger vedrørende

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Busch Vakuumteknik A/S

    OTTO Digital Services til systemer

  • DENIOS ApS

    Sådan får du op til 50 % mere lagerkapacitet

  • Holm & Halby

    VidensDage 2025: To dage med viden, visioner og værdi

  • Holm & Halby

    LAF kabinetter: Er du rustet til den nye EN12469 / Annex 1

  • Drifton

    Mød Drifton og DACOS på LabDays 2025 i Aarhus

  • DENIOS ApS

    Hvordan håndterer du noget, du ikke kan se?

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Vægtbytte er blevet opdateret: Nu får du flere muligheder

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Busch Vacuum Solutions fremviser avancerede produkter fra Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions på LabDays

  • Dansk Laborant-Forening/HK

    LABORANTER CAND.ALT.

  • Kem-En-Tec Nordic

    Lad os fortsætte traditionen – vi ses på LabDays!

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Vil du stå i spidsen for et af Danmarks ældste fagblade – Dansk Kemi søger ny redaktør

    17.09.2025

  • Jubilæumsudgaven af Labdays i Aarhus er kommet godt fra start

    10.09.2025

  • Kvantealgoritmer og kemisk forståelse i åbne systemer

    03.09.2025

  • Grøn kemi, affald og plast

    26.08.2025

  • Det gyldne mikrobiom: Tarmbakterier som kilde til det essentielle B-vitamin riboflavin

    20.08.2025

  • Antibiotikaresistens i vores naturlige miljøer

    12.08.2025

  • Nye metoder giver indsigt i plantebaseret strukturdannelse

    04.08.2025

  • Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

    23.06.2025

  • Udvinding af fødevareproteiner fra kløvergræs ved membranteknologi

    17.06.2025

  • Trinatriumhexafluo… hvad for noget?

    09.06.2025

  • Prisen på grisen: Hvad koster oprensning af beskidt CO2?

    02.06.2025

  • Der er brug for lange måleserier af miljøparametre

    26.05.2025

  • Chemical ionization mass spectrometry in atmospheric studies

    19.05.2025

  • Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

    14.05.2025

  • Centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

    14.05.2025

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik