{"id":72,"date":"2010-04-10T18:35:57","date_gmt":"2010-04-10T21:35:57","guid":{"rendered":"http:\/\/scienceblogs.com.br\/quimicaviva\/2010\/04\/pinte_o_7_com_rmn-mouse\/"},"modified":"2010-04-10T18:35:57","modified_gmt":"2010-04-10T21:35:57","slug":"pinte_o_7_com_rmn-mouse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/quimicaviva\/2010\/04\/10\/pinte_o_7_com_rmn-mouse\/","title":{"rendered":"Pinte o 7, com RMN-MOUSE"},"content":{"rendered":"
Hoje em dia cada vez mais se realizam exames e diagn\u00f3sticos por imagem gerada por Resson\u00e2ncia Magn\u00e9tica Nuclear (RMN), ou simplesmente \u201cexames de resson\u00e2ncia\u201d. Frequentemente m\u00e9dicos solicitam exames deste tipo, que n\u00e3o s\u00e3o invasivos (ou seja, n\u00e3o \u00e9 necess\u00e1ria a inser\u00e7\u00e3o de uma sonda no corpo do paciente), n\u00e3o \u00e9 necess\u00e1rio se tomar uma subst\u00e2ncia que forne\u00e7a contraste (como em exames de raios-X, em que pode-se tomar subst\u00e2ncias contendo Iodo ou B\u00e1rio radioativos para aumentar o contraste da imagem gerada), e o exame n\u00e3o \u00e9 nocivo para a sa\u00fade nem do m\u00e9dico nem do paciente, pois n\u00e3o ficam expostos \u00e0 radia\u00e7\u00e3o (como no caso de exames de raios-x).<\/p>\n

Mas, ent\u00e3o, qual \u00e9 o princ\u00edpio da an\u00e1lise por RMN? Como ela funciona?<\/p>\n

Como o pr\u00f3prio nome diz, a t\u00e9cnica se fundamenta no uso das propriedades magn\u00e9ticas dos n\u00facleos dos \u00e1tomos. Mas n\u00e3o de qualquer \u00e1tomo. N\u00e3o s\u00e3o todos os \u00e1tomos que podem ser detectados por RMN, apenas alguns. Todos aqueles que n\u00e3o apresentam a massa at\u00f4mica de n\u00famero par e n\u00famero at\u00f4mico tamb\u00e9m de n\u00famero par. Por exemplo, o is\u00f3topo 12 do carbono (massa at\u00f4mica = 12; n\u00famero at\u00f4mico = 6) e o is\u00f3topo 16 do oxig\u00eanio (n\u00famero de massa = 16; n\u00famero at\u00f4mico = 8) n\u00e3o podem ser detectados por RMN. Porqu\u00ea? Porque os seus n\u00facleos n\u00e3o se comportam como \u00edm\u00e3s sub-at\u00f4micos.<\/p>\n

\u00cdm\u00e3s sub-at\u00f4micos? Exatamente. \u00cdm\u00e3s sub-at\u00f4micos, pois s\u00e3o os N\u00daCLEOS de outros \u00e1tomos, que n\u00e3o t\u00eam n\u00famero de massa par e n\u00famero at\u00f4mico tamb\u00e9m par, que se comportam como \u00edm\u00e3s. Por exemplo, o hidrog\u00eanio (massa at\u00f4mica = 1; n\u00famero at\u00f4mico = 1), o is\u00f3topo de massa 13 do carbono (massa at\u00f4mica = 13; n\u00famero at\u00f4mico = 6), o deut\u00e9rio (massa at\u00f4mica = 2; n\u00famero at\u00f4mico = 1), o nitrog\u00eanio 14 (massa at\u00f4mica = 14; n\u00famero at\u00f4mico = 7), e muitos outros. Comportando-se como \u00edm\u00e3s, estes n\u00facleos apresentam um determinado campo magn\u00e9tico. Ora, leitor, voc\u00ea j\u00e1 experimentou colocar um \u00edm\u00e3 perto de outro? Os dois \u00edm\u00e3s \u201cse sentem\u201d mutuamente, em uma rela\u00e7\u00e3o rec\u00edproca.<\/p>\n


N\u00e3o \u00e9 uma nave espacial, e sim um aparelho de RMN de 900 MHz<\/b><\/p>\n
Esta propriedade de determinados n\u00facleos se comportarem como \u00edm\u00e3s sub-at\u00f4micos permite que sejam detectados por aparelhos de RMN, que apresentam um \u00edm\u00e3 para detectar n\u00facleos. A explica\u00e7\u00e3o f\u00edsica de como estes aparelhos funcionam \u00e9 relativamente complicada, mas pode ser resumida da seguinte maneira: n\u00facleos de \u00e1tomos que apresentam car\u00e1ter magn\u00e9tico t\u00eam uma determinada freq\u00fc\u00eancia de precess\u00e3o em torno do pr\u00f3prio eixo. Ou seja, estes n\u00facleos giram em torno de si pr\u00f3prios, com uma determinada freq\u00fc\u00eancia de precess\u00e3o (n\u00famero de voltas por segundo, ou freq\u00fc\u00eancia, em Hertz). Quando se ajusta a freq\u00fc\u00eancia do campo magn\u00e9tico do aparelho de RMN para detectar um determinado tipo de n\u00facleo (hidrog\u00eanio, por exemplo), os dois campos magn\u00e9ticos, o do n\u00facleo e o do aparelho, entram em resson\u00e2ncia. Da\u00ed surgiu o nome da t\u00e9cnica de RMN. \u00c9 muito parecida com o funcionamento de um r\u00e1dio: voc\u00ea tem uma emissora de r\u00e1dio (que seria o n\u00facleo do \u00e1tomo que se deseja detectar) e um aparelho de recep\u00e7\u00e3o de ondas de r\u00e1dio (ou, um r\u00e1dio). Para ouvir aquela emissora de r\u00e1dio \u00e9 necess\u00e1rio se ajustar a frequ\u00eancia de recep\u00e7\u00e3o das ondas de r\u00e1dio no aparelho de r\u00e1dio. Desta forma, o aparelho de r\u00e1dio \u201centra em resson\u00e2ncia\u201d com a emissora de r\u00e1dio.<\/div>\n<\/div>\n

Bom, e da\u00ed? E da\u00ed que n\u00f3s humanos temos cerca de 70% de \u00e1gua no nosso corpo. E \u00e1gua tem hidrog\u00eanio (H2O). Logo, aparelhos de RMN detectam \u00e1gua. O diagn\u00f3stico por RMN \u00e9 feito observando-se o padr\u00e3o de distribui\u00e7\u00e3o de \u00e1gua nos tecidos do corpo. Se o padr\u00e3o de distribui\u00e7\u00e3o estiver \u201canormal\u201d, alguma coisa est\u00e1 errada.<\/p>\n

A descoberta do fen\u00f4meno de RMN literalmente revolucionou a ci\u00eancia. Esta descoberta foi feita independentemente por Bloch e Purcell, que dividiram o pr\u00eamio Nobel de F\u00edsica de 1952. Richard Ernst e Kurt W\u00fctrich tamb\u00e9m ganharam o pr\u00eamio Nobel  em 1991 e 2002 por terem se dedicado ao desenvolvimento e utiliza\u00e7\u00e3o da t\u00e9cnica de RMN na gera\u00e7\u00e3o de imagens, em an\u00e1lises qu\u00edmicas, f\u00edsicas, biol\u00f3gicas, geoqu\u00edmicas, em qu\u00edmica de materiais e em outros ramos do conhecimento. Atualmente qualquer universidade do mundo que realiza pesquisa em qu\u00edmica e\/ou em f\u00edsica possui pelo menos um aparelho de RMN. S\u00e3o aparelhos sofisticados, grandes e caros, em cont\u00ednuo aprimoramento. Praticamente a cada 2 anos s\u00e3o lan\u00e7ados novos modelos, extremamente vers\u00e1teis, de aparelhos de RMN. Os campos magn\u00e9ticos utilizados nos aparelhos de RMN s\u00e3o gerados por magnetos supercondutores que devem ser resfriados por h\u00e9lio l\u00edquido (a cerca de -269 graus Celsius), cujo reservat\u00f3rio deve ser resfriado com nitrog\u00eanio l\u00edquido (cerca de -200 graus Celsius).<\/p>\n

At\u00e9 recentemente a utiliza\u00e7\u00e3o de aparelhos de RMN estava limitada \u00e0 localiza\u00e7\u00e3o destes em institutos acad\u00eamicos, ou institutos de pesquisa especializados, em centrais de an\u00e1lises ou ainda em institui\u00e7\u00f5es m\u00e9dicas. Por\u00e9m, j\u00e1 nos anos 80 pesquisadores come\u00e7aram a desenvolver aparelhos de RMN port\u00e1teis, os quais foram colocados em uso em 1996, e atualmente est\u00e3o sendo cada vez mais utilizados para os mais diversos fins: an\u00e1lise de asfalto de ruas e estradas, de estruturas de pontes e an\u00e1lises de solo. Denominados aparelhos de RMN de varredura (Stray-Field NMR), s\u00e3o aparelhos de RMN em miniatura. S\u00e3o colocados muito pr\u00f3ximos \u00e0 superf\u00edcie do material que se pretende analisar, de maneira que a gera\u00e7\u00e3o de um campo magn\u00e9tico pelo aparelho permite que os n\u00facleos dos \u00e1tomos de hidrog\u00eanio no material sob an\u00e1lise sejam detectados. Em geral, analisa-se o padr\u00e3o de distribui\u00e7\u00e3o de \u00e1gua. Mas tamb\u00e9m de gordura, ou de prote\u00ednas.<\/p>\n

O aparelho de RMN port\u00e1til foi batizado, muito apropriadamente, de RMN-MOUSE (MObile Universal Surface Explorer). Tem o tamanho de um aparelho de telefone celular grande, ou um palm, e \u00e9 empregado movendo-se um campo magn\u00e9tico que n\u00e3o varia. O aparelho \u00e9 colocado pr\u00f3ximo \u00e0 superf\u00edcie que se deseja analisar. O sinal registrado \u00e9 transmitido para um computador atrav\u00e9s de um cabo, obtendo-se imagens tanto da superf\u00edcie como de camadas pr\u00f3ximas \u00e0 superf\u00edcie, para que se possa conhecer a constitui\u00e7\u00e3o do material sob an\u00e1lise. A resolu\u00e7\u00e3o da imagem gerada pode chegar a 2,3 um. Uma das aplica\u00e7\u00f5es mais interessantes do RMN-MOUSE \u00e9 na an\u00e1lise de obras de arte e de constru\u00e7\u00f5es hist\u00f3ricas, de grande valor cultural.<\/p>\n


aparelho de RMN-mouse<\/b><\/p>\n
Por exemplo, a pintura \u201cAdora\u00e7\u00e3o de Magi\u201d (Pietro Perugino, pintada entre 1496-1498) foi analisada por RMN-MOUSE, e indicou uma diferen\u00e7a de espessura no tecido da tela das bordas quando comparada com a espessura do centro da pintura. No caso da pintura \u201cPala Albergotti\u201d (Giorgio Vasari), detectou-se uma diferen\u00e7a da espessura de tinta no centro e nas extremidades da pintura. Esta diferen\u00e7a foi atribu\u00edda \u00e0 presen\u00e7a de oxalatos (sais de \u00e1cido ox\u00e1lico, HO2C-CO2H), origin\u00e1rios da degrada\u00e7\u00e3o da prote\u00edna utilizada no acabamento da pintura, detectadas por RMN-MOUSE, microsopia \u00f3ptica e espectroscopia no infravermelho.<\/div>\n<\/div>\n

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Adora\u00e7\u00e3o de Magi, de Pietro Parugino<\/b><\/p>\n


Pala Albergotti, de Giorgio Vasari<\/b><\/p>\n

A t\u00e9cnica de RMN-MOUSE tamb\u00e9m \u00e9 utilizada na an\u00e1lise de
\ndocumentos antigos, uma vez que papel \u00e9 feito com celulose e lignina, que apresentam tanto \u201c\u00e1gua aprisionada\u201d como \u201c\u00e1gua livre\u201d na sua estrutura. No caso de papel e madeira danificados, a quantidade de \u00e1gua e a crsitalinidade da celulose sofrem modifica\u00e7\u00f5es, e podem ser detectadas. Assim, \u00e9 poss\u00edvel se saber qual a extens\u00e3o do comprometimento de documentos antigos de acordo com o teor de \u00e1gua que estes apresentam. Tamb\u00e9m se observou efeito corrosivo de tinta utilizada na escrita, feita de ferro e taninos (iron gall ink), em documentos do Codex Major da Collectio Altaemsiana.<\/div>\n
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tinta de ferro e taninos (iron gall ink)<\/b><\/div>\n

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A t\u00e9cnica de RMN-MOUSE j\u00e1 foi utilizada na an\u00e1lise da madeira de violinos Stradivarius. Em alguns casos, foi poss\u00edvel saber quantas camadas de verniz foram aplicadas na madeira da confec\u00e7\u00e3o dos instrumentos. Tamb\u00e9m foi poss\u00edvel se verificar que os violinos mais antigos foram fabricados com madeiras mais densas, e que a densidade da madeira influencia diretamente na qualidade do som produzido pelo instrumento. Tal t\u00e9cnica tamb\u00e9m pode ser empregada na distin\u00e7\u00e3o de violinos verdadeiramente antigos daqueles que s\u00e3o falsificados.<\/p>\n

A RMN-MOUSE \u00e9 empregada para se analisar o teor de \u00e1gua em paredes de pr\u00e9dios e monumentos hist\u00f3ricos, de maneira a que os restauradores possam utilizar o material mais adequado na restaura\u00e7\u00e3o de tais constru\u00e7\u00f5es. A an\u00e1lise dos afrescos pintados por Pelledrino degli Aretusi na Capela Serra da Igreja da Nossa Senhora do Sagrado Cora\u00e7\u00e3o, em Roma, indicou que estes est\u00e3o sujeitos \u00e0 umidade que se inflitra a partir do solo. A an\u00e1lise detalhada da distribui\u00e7\u00e3o de \u00e1gua nos afrescos indicou em que locais este se encontra mais afetado e deve ser restaurado. O teor de \u00e1gua no mosaico Netuno e Amphitrite foi analisado por RMN-MOUSE, e apresentou grandes diferen\u00e7as de umidade dependendo da \u00e1rea do mosaico.<\/p>\n


Netuno e Amphitrite, Herculaneum<\/b><\/p>\n<\/div>\n

Al\u00e9m disso, a an\u00e1lise de monumentos hist\u00f3ricos e obras de arte por RMN-MOUSE s\u00e3o extremamente \u00fateis para se indicar quais materiais s\u00e3o mais indicados para sua restaura\u00e7\u00e3o, dependendo do teor de \u00e1gua, da porosidade do material a ser restaurado e como o emprego de diferentes subst\u00e2ncias na restaura\u00e7\u00e3o pode afetar a obra a ser restaurada.<\/p>\n

Aparelhos de RMN m\u00f3veis s\u00e3o extremamente vers\u00e1teis e \u00fateis para se analisar pinturas, madeira, papel, bem como materiais de constru\u00e7\u00e3o. Atualmente a t\u00e9cnica est\u00e1 sendo aprimorada, para que sua sensibilidade seja aumentada e possa ser facilmente utilizada. Outros n\u00facleos diferentes de hidrog\u00eanio tamb\u00e9m poder\u00e3o ser analisados em um futuro pr\u00f3ximo, como Alum\u00ednio-29, presente em vidros e cer\u00e2micas. O futuro \u00e9 extremamente promissor para a utiliza\u00e7\u00e3o de RMN, nas mais variadas aplica\u00e7\u00f5es.<\/div>\n

\"ResearchBlogging.org\"<\/a><\/span>Blu\u0308mich, B., Casanova, F., Perlo, J., Presciutti, F., Anselmi, C., & Doherty, B. (2010). Noninvasive Testing of Art and Cultural Heritage by Mobile NMR, Accounts of Chemical Research<\/span> DOI: 10.1021\/ar900277h<\/a><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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