• 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

Hvad sker der på spildevandsanlægget, når ”det pisser ned”?

Analytisk kemiArtikler fra Dansk KemiTop25. 02. 2026

Hvordan moderne kemiske analysemetoder hjælper os til at forstå dynamikken af mikroforureninger i spildevandet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Kristoffer Kilpinen1, Selina

ISO 13391 og ISO 25078

Artikler fra Dansk KemiGrøn omstilling18. 02. 2026

– beregning af skovens klimaeffekter En ny international ISO-standard for beregning af skovens klimaeffekter giver emnet fornyet aktualitet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af

Ti, Mo, Cs, Pr, Nd – hvad har disse fem til fælles?

Artikler fra Dansk KemiHistorisk kemi18. 02. 2026

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Kemisk Forenings Nomenklaturudvalg (KFNU) i dets nuværende inkarnation daterer sig fra 1940. Udvalgets første større bedrift var i 1952 at nedkomme med

CleanCloud målekampagne i Nordøstgrønland

Artikler fra Dansk KemiKlima og miljø18. 02. 2026

CleanCloud er et EU-finansieret forskningsprojekt, hvor der blandt andet er udført to målekampagner på Villum Research Station (VRS) på Station Nord i Nordgrønland, med det formål at undersøge, hvordan partikler og skyer interagerer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses

Supporting chemical thermodynamics:

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik18. 02. 2026

The role of infrared spectroscopy The use of molecular vibrations to probe structure in hydrogen bonding liquids. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) By Evangelos Drougkas, Georgios

To naturfagslærere fra slutningen af 1800-tallet

Artikler fra Dansk KemiHistorisk kemi18. 02. 2026

Naturvidenskab kom ind i latinskolen – den lærde skole – i midten af 1800-tallet. Hvad var det for lærere, der underviste i naturvidenskab i den lærde skole og realskolen? Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs

Svampe giver køerne kamp til stregen, når det kommer til produktion af mælkeprotein

Artikler fra Dansk KemiBioteknologi18. 02. 2026

Vores fødevareproduktion er alt for klimabelastende, og én af løsningerne findes i mælkeprotein produceret af svampe med en teknologi, der kaldes præcisionsfermentering. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs

Konsekvenserne af kunstig iltning af søer

Artikler fra Dansk KemiKlima og miljø18. 02. 2026

- effektvurdering på Danmarks længst iltede søer: Hald Sø og Furesø. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Sofie Kamlarczyk1, Henrik Skovgaard2, Julia Groth1, Theis Kragh1 og Kasper

Strontium understøtter tandemaljens robusthed – men hvordan?

Artikler fra Dansk KemiMedicinalkemi18. 02. 2026

Fluorid styrker tænders emalje ved at erstatte hydroxid i hydroxyapatit og sænke opløseligheden. Strontium styrker også tænders emalje, selv om strontium-analogen til Ca5(OH)(PO4)3 er mere opløselig. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer

Per- og polyfluorerede alkylstoffer (PFAS)

AktueltArtikler fra Dansk KemiKlima og miljø18. 02. 2026

– et problem i hele Kongeriget Danmark Seneste års monitering viser, at miljøet og mennesker i Danmark, Færøerne og Grønland kan være kritisk belastet af per- og polyfluorerede alkylstoffer (de såkaldte PFAS). I Danmark har brugen af PFAS – i særligt industrien, landbruget og brandøvelser – været

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





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

/Nyheder

  • DENIOS ApS

    Find det perfekte opsamlingskar på et øjeblik

  • MD Scientific

    PuriFlash oprensningssystem

  • Holm & Halby

    WorkShop: Fryserrobotter

  • DENIOS ApS

    Lithiumbatterier: Sådan sikrer du din virksomhed

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Energiomkostninger reduceret med 50% via et centraliseret vakuumsystem

  • Kem-En-Tec Nordic

    Nyt produkt – Streptavidin

  • DENIOS ApS

    Sådan fejrer vi valentinsdag hos DENIOS

  • Holm & Halby

    Holm & Halby klar med seminarprogram for foråret 2026

  • Holm & Halby

    TÜV-certificering styrker dokumenteret kvalitet hos Holm & Halby

  • Holm & Halby

    Workshop sætter fokus på Green Chemistry i sporstofanalysen

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Hvad sker der på spildevandsanlægget, når ”det pisser ned”?

    25.02.2026

  • ISO 13391 og ISO 25078

    18.02.2026

  • Ti, Mo, Cs, Pr, Nd – hvad har disse fem til fælles?

    18.02.2026

  • CleanCloud målekampagne i Nordøstgrønland

    18.02.2026

  • Supporting chemical thermodynamics:

    18.02.2026

  • To naturfagslærere fra slutningen af 1800-tallet

    18.02.2026

  • Svampe giver køerne kamp til stregen, når det kommer til produktion af mælkeprotein

    18.02.2026

  • Konsekvenserne af kunstig iltning af søer

    18.02.2026

  • Strontium understøtter tandemaljens robusthed – men hvordan?

    18.02.2026

  • Per- og polyfluorerede alkylstoffer (PFAS)

    18.02.2026

  • Grønlandske miner og metaller  

    10.02.2026

  • 2026-udgaven af Torkil Holm Prisen måtte deles af to markante forskningsprofiler

    03.02.2026

  • Italienskfødt, dansk-bosat forsker modtager årslegat for at sætte molekyler på menuen

    27.01.2026

  • To år med enhedspatentet og Enhedspatentdomstolen

    26.01.2026

  • Materialer til konstruktion af små modulære atomreaktorer med smeltet fluorid-salt

    20.01.2026

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