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PD Dr. med. Dietmar Plonné Potsdam,

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Präsentation zum Thema: "PD Dr. med. Dietmar Plonné Potsdam,"—  Präsentation transkript:

1 PD Dr. med. Dietmar Plonné Potsdam, 16.06.2016
Erweiterte Lipoproteindiagnostik mittels Ultrazentrifugation und NMR-Spektroskopie und PD Dr. med. Dietmar Plonné Potsdam,

2 Verlauf der Atherosklerose
1850 Virchow – Atherosklerose ist eine Entzündung dann dominierte bis in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts die Lipidtheorie ab den 80er Jahren wurde die Bedeutung der Entzündung wiederentdeckt heute: chronische Entzündlicher Prozess in den Endothelien die zu einer endothelialen Dysfunktion führt mit Lipideinlagerung Die atherosklerotische Plaque bei RA unterscheidet sich morphologisch von der in der generellen Population – viel größer Plaque-Instabilität Chronische Nierenerkrankungen gehen mit einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen einher = Hochrisikogruppe Auch schon die frühesten Stadien der CKD gehen mit einem erhöhten KHK-Risiko einher Die KHK-Mortalität bei Dialysepatienten ist mal höher als in der normalen Bevölkerung Grund: proinflammatorische Situation, endotheliale Dysfunktion, Dyslipidämie Die meisten CKD-Patienten sterben an KHK bevor sie dialysepflichtig werden

3 Cholesterinkristalle
1850 Virchow – Atherosklerose ist eine Entzündung dann dominierte bis in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts die Lipidtheorie ab den 80er Jahren wurde die Bedeutung der Entzündung wiederentdeckt heute: chronische Entzündlicher Prozess in den Endothelien die zu einer endothelialen Dysfunktion führt mit Lipideinlagerung Die atherosklerotische Plaque bei RA unterscheidet sich morphologisch von der in der generellen Population – viel größer Plaque-Instabilität Chronische Nierenerkrankungen gehen mit einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen einher = Hochrisikogruppe Auch schon die frühesten Stadien der CKD gehen mit einem erhöhten KHK-Risiko einher Die KHK-Mortalität bei Dialysepatienten ist mal höher als in der normalen Bevölkerung Grund: proinflammatorische Situation, endotheliale Dysfunktion, Dyslipidämie Die meisten CKD-Patienten sterben an KHK bevor sie dialysepflichtig werden Quelle: Image courtesy of Michigan State University, Georg Abela

4 Das Risiko sinkt mit dem LDL-Cholesterin
FOCUS 17/2009: Quelle: Exp Opin Emerg Drugs 2004; 9(2):269–279

5 Kardiovaskuläre Mortalität in USA 2000 vs. 1980
Figure 1. Deaths from cardiovascular disease in the general population and chronic kidney disease between 1980 and 2000, CVD mortality in the general population in the United States fell by more than 40%, whereas CVD mortality in CKD is estimated between 10 to more than 100% above the general population. CKD, chronic kidney disease; CVD, cardiovascular disease. Adapted from [12•,13,14]. risk factors especially relevant to CKD: malnutrition/low serum albumin Anemia Hyperhomocysteinemia elevated fibrinogen dysregulation of calcium/phosphorus oxidative stress inflammatory factors Yamamoto S, Kon V, Mechanisms for increased cardiovascular disease in chronic kidney dysfunction Curr Opin Nephrol Hypertens May ; 18(3): 181–188.

6 Lipidspiegel in Abhängigkeit vom Cystatin C
Mean differences in lipid concentrations (conventional measurement methods; A) and LDL particle subclass concentrations (measured using nuclear magnetic resonance [NMR]; B) by quintile of cystatin C, compared with the first quintile, adjusted for age, gender, race/ethnicity, diabetes, impaired fasting glucose status, BP status, smoking, medications, body mass index (BMI), and urine albumin-to-creatinine (ACR) ratio. Error bars represent 95% confidence intervals (CI) and are contained within each data point for intermediate-density lipoprotein (IDL). P < (trend) for triglyceride, HDL cholesterol, and each LDL subclass; P = (trend) for LDL cholesterol. Atherogenic lipoprotein abnormalities are present with milder degrees of renal impairment than previously recognized. Important abnormalities in the distribution of LDL particles may not be appreciated in the setting of mildly impaired kidney function using conventional lipid measurements. It is possible that lipoprotein abnormalities in early kidney disease may contribute to increased cardiovascular risk. de Boer IH el al., Lipoprotein Abnormalities Associated with Mild Impairment of Kidney Function in the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA). Clin J Am Soc Nephrol Jan; 3(1): 125–132.

7 Zusammenhang zwischen IMT und LDL-Cholesterin bei CKD
Crude and adjusted estimates of the association between LDL cholesterol and IMT (in micrometers). Restricted cubic spline model with knots at the 25th, 50th, and 75th percentiles for LDL cholesterol. The shaded area is the 95% confidence interval for the adjusted restricted cubic spline model. Adjusted for age (years), sex, race/ethnicity, lipid-lowering medication use, presence of diabetes mellitus, presence of hypertension, log-transformed body mass index, log-transformed urinary albumin/creatinine ratio, smoking status (current, former, never smoker), log-transformed triglycerides, log-transformed HDL cholesterol, log-transformed high-sensitivity C-reactive protein, and log-transformed IL-6. eGFR, estimated GFR; IMT, intima-media thickness. Lamprea-Montealegre JA et al., CKD, Plasma Lipids, and Common Carotid Intima-Media Thickness: Results from the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Clin J Am Soc Nephrol Nov 7; 7(11): 1777–1785.

8 Aufbau der Lipoproteine
eigentlich wissen wir gar nicht, was wir messen gemessen wird nur ein Bestandteil der komplexen Mizelle wichtige Eigenschaften werden nicht erfasst: Zusammensetzung (Apos), Durchmesser, Fettsäurekomposition z.B. HDL: Erhöhung des HDL-Cholesterins der CETP-Inhibitoren war enttäuschend dabei hätte das schon vermutet werden können, 80er Jahre ApoA1-Milano, niedriges HDL-Cholesterin + hohe Triglyzeride + geringes KHK-Risiko

9 Lipoproteinstoffwechsel

10 Atherogenität verschiedener Lipoprotein-Subklassen
Gesamt-Cholesterin  proatherogen (ApoB)  antiatherogen (ApoA1) VLDL-C IDL-C LDL-C HDL-C + Typ A (70-90%) Typ B (10-30%) VLDL-1 VLDL-2 LDL-1 LDL-2 LDL-3 sdLDL HDL-2 HDL-3

11 LDL-Cholesterin und LDL-Partikelanzahl
= Typ A (70-90% of population) Typ B (sdLDL) (10-30% of population) Gründe für die starke Atherogenität der sdLDL: geringere Affinität zum LDL-Rezeptor längere Verweildauer im Serum infiltrieren schneller in den subendothelialen Raum binden dort mit hoher Affinität an die Proteoglykane der Extrazellulärmatrix leichter oxidierbar als große, leichte LDL werden von humanen Makrophagen stärker internalisiert als große, leichte LDL Atherogenität Atherogenität (3-7fach) <<<

12 Bedeutung von Anzahl und Größe der LDL-Partikel
LDL-Anzahl ~ Konzentration LDL-Größe ~ 1 / Dichte 1 Odds KHK 6 Odds 2 Odds

13 Vermehrtes Auftreten von sdLDL
TG + HDL + sdLDL = Atherogener Lipoprotein Phänotyp (ALP) Diabetes mellitus Typ 2 (40-50% der Patienten), Metabolisches Syndrom, Insulinresistenz, Adipositas, CKD Hämodialyse, Peritonealdialyse (60% der Patienten) postprandiale Hypertriglyzeridämie extrem fettarme, kohlenhydratreiche Diät Familiäre Kombinierte Hyperlipoproteinämie (FKHL) HIV-Patienten unter Therapie mit Proteaseinhibitoren PCO-Syndrom temporär während der Schwangerschaft Geschlecht (Männer > Frauen) Alter (Anstieg bei Frauen in der Postmenopause) Lipoproteinveränderungen gibt es schon im frühen Stadium von Nierenerkrankungen bei GFR > 60 ml/min -> frühe beginnende Atherogenität bei unauffälligem LDL-Cholesterin CKD-Dyslipoproteinämie: erhöhte TG, verminderte HDL, unauffälliges LDL, erhöhtes sdLDL Hämodialyse: LPL und HL sind vermindert, CETP ist erhöht, apoC-III ist erhöht

14 nichtgenetische Faktoren
Beeinflussung der LDL-Partikelgröße genetische Faktoren % nichtgenetische Faktoren % ApoC-III ApoA-V LPL (Lipoproteinlipase) HL (Hepatische Lipase) CETP (Cholesterolester Transferprotein) PLTP (Phospholipid Transferprotein) Umgebung des LDL-Rezeptors Alter Geschlecht Medikamente (Fibrate, Statine) Hormone (Estrogen, Testosteron) Ernährung körperliche Aktivität

15 Studienlage zur Beeinflussung der LDL-Größe und/oder LDL-Partikelzahl
die therapeutische Modulation der LDL-Größe war signifikant mit einem verminderten KHK-Risiko assoziiert Stanford Coronary Risk Intervention Project Familial Atherosclerosis Treatment Study (FATS) Veränderungen der LDL-Größe war das beste Korrelat für Veränderungen der Koronarstenose St Thomas’ Atherosclerosis Regression Study (STARS) sdLDL hatten den stärksten Einfluß auf KHK-Regression bei Hypercholesterinämie Pravastatin Limitation of Atherosclerosis in the Coronary Arteries (PLAC-I) trial eine Vergrößerung der LDL-Partikel reduzierte signifikant die Restenosierungsrate bei Stents (Circ J 2008; 72: 1059–1064)

16 Zusammenhang zwischen IMT und sdLDL bei CKD
Crude and adjusted estimates of the association between small-dense LDL and IMT (in micrometers). Restricted cubic spline model with knots at the 25th, 50th, and 75th percentiles for small-dense LDL. The shaded area is the 95% confidence interval for the adjusted restricted cubic spline model. Adjusted for age (years), sex, race/ethnicity, lipid-lowering medication use, presence of diabetes mellitus, presence of hypertension, log-transformed body mass index, log-transformed urinary albumin/creatinine ratio, smoking status (current, former, never smoker), log-transformed triglycerides, log-transformed HDL cholesterol, large LDL, log-transformed intermediate density lipoprotein, log-transformed high-sensitivity C-reactive protein, and log-transformed IL-6. eGFR, estimated GFR; IMT, intima-media thickness; Sd-LDL, small-dense LDL Lamprea-Montealegre JA et al., CKD, Plasma Lipids, and Common Carotid Intima-Media Thickness: Results from the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Clin J Am Soc Nephrol Nov 7; 7(11): 1777–1785.

17 Lipidspiegel in Abhängigkeit vom Cystatin C
Mean differences in lipid concentrations (conventional measurement methods; A) and LDL particle subclass concentrations (measured using nuclear magnetic resonance [NMR]; B) by quintile of cystatin C, compared with the first quintile, adjusted for age, gender, race/ethnicity, diabetes, impaired fasting glucose status, BP status, smoking, medications, body mass index (BMI), and urine albumin-to-creatinine (ACR) ratio. Error bars represent 95% confidence intervals (CI) and are contained within each data point for intermediate-density lipoprotein (IDL). P < (trend) for triglyceride, HDL cholesterol, and each LDL subclass; P = (trend) for LDL cholesterol. Atherogenic lipoprotein abnormalities are present with milder degrees of renal impairment than previously recognized. Important abnormalities in the distribution of LDL particles may not be appreciated in the setting of mildly impaired kidney function using conventional lipid measurements. It is possible that lipoprotein abnormalities in early kidney disease may contribute to increased cardiovascular risk. de Boer IH el al., Lipoprotein Abnormalities Associated with Mild Impairment of Kidney Function in the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA). Clin J Am Soc Nephrol Jan; 3(1): 125–132.

18 Methoden zur Bestimmung von LP-Subfraktionen
Analyse von Lipoprotein-Subfraktionen Dichtegradient- Ultrazentrifugation NMR-Spektroskopie LipoDens Limbach Gruppe SE Labor Ulm/Ravensburg LipoComplete numares/Regensburg

19 Dichtegradient-Ultrazentrifugation (LipoDens®)
Dichtemedium rpm x g 3 h; 15°C

20 Gewinnung der LipoDens®-Fraktionen
160 µl Schlauchpumpe Fraktionssammler 160 µl Serum 21 Proben/Patient TG Chol LDL-direkt HDL-direkt 84 Analysen/Patient

21 LipoDens®-Lipoproteinsubklassen

22 LipoDens®-Befundgrafik

23 N nuclear M magnetic R resonance Spektroscopy NMR-Spektroskopie
N nuclear M magnetic R resonance Spektroscopy

24 NMR Spektrometer

25 NMR-Spektrometer

26 1H-NMR-Spektroskopie Image from LipoScience, Inc.
Beckoner O et al. Metabolic profiling, metabolomic and metabonomic procedures for NMR spectroscopy of urine, plasma, serum and tissue extracts. Nature Protocols 2, (2007) Image from LipoScience, Inc.

27 LipoComplete -Befund (NMR-Spektroskopie)

28 LipoComplete -Befund (NMR-Spektroskopie)

29 Korrelation LipoComplete (NMR) und LipoDens (UZ)

30 Ultrazentrifugation LipoDens®
NMR-Spektroskopie LipoComplete® Vorteile „Goldstandard“ der Lipoproteinanalytik sehr gute Reproduzierbarkeit quantitative Messung aller Lipide in allen Fraktionen keinerlei Einschränkungen bezüglich Probeneigenschaften (Lipämie) Lp(a) ist als Extrapeak quantitativ auswertbar Nachteile begrenzter Probendurchsatz (max. 8 Proben pro UZ-Lauf) relativ hoher manueller Arbeitsanteil Analysendauer: Stunden für 8 Proben Vorteile hoch-reproduzierbare Ergebnisse im Hochdurchsatz hoher Automatisierungsgrad Partikelanzahl und Partikeldurchmesser werden gemessen Analysendauer: 1 Stunde für 12 Proben Durchsatz: Proben/24 h (600 MHz) 100 Proben/24 h (400 MHz) Nachteile Stark lipämische Proben (> 1000 mg/dl) und atypische Lipoproteine (Dyslipoproteinämie) sind problematisch Lp(a) wird nicht erkannt

31 Laboranforderung LipoDens Ultrazentrifugation LipoComplete
NMR-Spektroskopie kann immer eingesetzt werden zwingenderweise dann, wenn Lipoprotein- Subklassen bei ausgeprägten Hypertriglyzeridämien und Dyslipoproteinämien bestimmt werden sollen differentialdiagnostische Abklärung einer Dyslipoproteinämie (z.B. Typ III Hyperlipoproteinämie nach Fredrickson) Fragestellungen, bei denen vordergründig die Partikeleigenschaften (Partikelanzahl, Partikelgröße) interessieren (z.B. Risikostratifizierung, Therapiemonitoring unter Statin-Therapie). Rückführbarkeit LipoDens® gegeben, sofern Triglyzeride < 1000 mg/dl und normale Zusammensetzung der Lipoproteine

32 Indikation für die Bestimmung von Lipoprotein-Subklassen
Erweiterte Risikostratifizierung bei: Diabetes mellitus Typ 2, Metabolischem Syndrom, Insulinresistenz, PCOS (polyzystisches Ovarsyndrom), Dialysepatienten, CKD, systemischen Entzündungen Diagnose eines ALP (Atherogener Lipoprotein Phänotyp) bei erhöhten Triglyzeriden mit gleichzeitig vermindertem HDL- und unauffälligem LDL- Cholesterin Verifizierung der Verdachtsdiagnose auf eine Familiäre Kombinierte Hyperlipoproteinämie (FKHL) Weiterführende Abklärung bei Patienten mit erhöhtem familiären Herzinfarktrisiko und unauffälligem Lipidstatus Therapiekontrolle, Kontrolle von Diät- und Lifestyle-Maßnahmen

33 LipoDens®-Beispiel

34 LipoDens® nach Therapie mit PCSK9-Inhibitor (Evolocumab)

35 LipoDens® nach Therapie mit PCSK9-Inhibitor (Evolocumab)

36 LipoComplete® nach Therapie mit PCSK9-Inhibitor (Evolocumab)

37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

38 Einfluss von körperlicher Aktivität auf das Cholesterin
in den Lipoprotein-Fraktionen Lipoprotein-Fraktionen Lipoprotein-Subfraktionen untrainierte Hypercholesterinämiker trainierte Hypercholesterinämiker Halle, M., Metabolism, 46 (1997)

39 LipoDens® nach PCSK9-Therapie

40 Ultrazentrifugation NMR-Spektroskopie
Beckoner O et al. Metabolic profiling, metabolomic and metabonomic procedures for NMR spectroscopy of urine, plasma, serum and tissue extracts. Nature Protocols 2, (2007) Image from LipoScience, Inc.

41 Grundlagen der NMR-Spektroskopie
geladenes Teilchen (Atomkerne) mit Spin besitzen auch ein magnetisches Moment Diese bestehen nämlich jeweils aus 3 Quarks ( Protonen: up/up/down; Neutronen: up/down/down). Die up-Quarks besitzen eine Ladung von +⅔ und einen Spin von ½. Die down-Quarks besitzen eine Ladung von -⅓ und ebenfalls einen Spin von ½. geladenes Teilchen mit Spin besitzen auch ein magnetisches Moment

42 Welche Atomkerne haben einen Spin und sind magnetisch aktiv?
Diese bestehen nämlich jeweils aus 3 Quarks ( Protonen: up/up/down; Neutronen: up/down/down). Die up-Quarks besitzen eine Ladung von +⅔ und einen Spin von ½. Die down-Quarks besitzen eine Ladung von -⅓ und ebenfalls einen Spin von ½. geladenes Teilchen mit Spin besitzen auch ein magnetisches Moment 1H-NMR-Spektroskopie

43 Physikalische Grundlagen
Die Richtung ist bei Abwesenheit eines äußeren Feldes beliebig, d.h. ohne die Einwirkung eines äußeren Magnetfeldes besitzen alle Kernzustände die gleiche Energie. Erst bei Einwirkung eines äußeren Magnetfeldes richten sich die magnetischen Momentvektoren im Feld aus und es kommt zu einer Aufspaltung der Kernniveaus in 2I+1 Zustände, die durch die Richtungsquantenzahl mi gekennzeichnet sind.

44 Physikalische Grundlagen
At 600 MHz N1/N0 = 0, = 98,7 x 10-6 excess spins Die Besetzung der einzelnen Energieniveaus erfolgt nach der Boltzmann-Verteilung. Es befindet sich stets ein kleiner Überschuss Protonen Grundzustand

45 Physikalische Grundlagen
Die Besetzung der einzelnen Energieniveaus erfolgt nach der Boltzmann-Verteilung. Es befindet sich stets ein kleiner Überschuss Protonen Grundzustand

46 Vergleich LipoDens und NMR

47 Vergleich LipoDens und NMR

48 Physikalische Grundlagen
At 600 MHz Nβ/Nα = 0, = 98,7 x 10-6 excess spins Die Besetzung der einzelnen Energieniveaus erfolgt nach der Boltzmann-Verteilung. Es befindet sich stets ein kleiner Überschuss Protonen Grundzustand

49 Resonanzbedingung Resonanzbedingung E Magnetfeld = E Strahlung
  h/2  B0 = h   Resonanzfrequenz  =  / 2  B0 Die Besetzung der einzelnen Energieniveaus erfolgt nach der Boltzmann-Verteilung. Es befindet sich stets ein kleiner Überschuss Protonen Grundzustand 900 21,0

50 NMR-Befund

51 NMR-Befund

52 Einfluss entzündungshemmende Medikamente auf Lipidspiegel
Methotrexat HDL (LDL) (TG) Hydroxychloroquine HDL Chol LDL TG Glucocorticoide TG LDL (HDL?) TNF-alpha Blocker TG Chol  (LDL?) HDL Tofacitinib LDL HDL Tocilizumab HDL LDL TG Lp(a) Rituximab HDL LDL? TG? Retinoide TG LDL Cyclosporine (HDL?) Chol LDL? TG? Chronische Entzündungsprozesse verändern weniger die Gesamtlide, sondern vielmehr deren Zusammensetzung und Subklassenverteilung Hydroxychloroquine: hemmt hepatische Cholesterinsynthese und erhöht LDL-Rezeptorzahl in Fibroblasten Glucocorticoide: Stimulation der hepatischen VLDL-Produktion und –Sekretion, verminderte LPL-Aktivität TNF-alpha-Blocker Tofacitinib = JAK1 und JAK3 Inhibitor: Tocilizumab = monoklonaler AK gegen IL-6-Rezeptor: Verminderung der LDL-Rezeptoren in Hepatozyten Rituximab = monoklonaler AK der B-Lymphozyten senkt Cyclosporine: verminderte LDL-Rezeptorexpression, verminderte Cholesterol-7-alpha-Hydroxylase (Gallensäuresynthese), Hemmung der LPL

53 Dyslipidämie und Atherosklerose bei RA
The main mechanisms contributing to dyslipidaemia and atherosclerosis in rheumatoid arthritis. IL-6: Interleukin-6, TNF: Tumour necrosis factor, CRP: C reactive protein, ROS: Reactive oxygen species, OxLDL: oxidised low-density lipoproteins, TC: total cholesterol, HDL: High-density lipoproteins, LDL: low-density lipoproteins, ApoB:ApoA: apolipoproteinB: apolipoproteinA ratio, TC:HDL: total cholesterol: high-desnity lipoprotein ratio. One potential inflammation mediated mechanism that is thought to control some of the lipid alterations seen in SLE, is reduced activity of the enzyme lipoprotein lipase (LPL), which may be governed by circulating inflammatory mediators (e.g. tumour necrosis factor and interleukin-6 (IL-6), and antibodies directed against LPL (anti-LPL). Quelle: T. E. Toms et al. Dyslipidaemia in Rheumatological Autoimmune Diseases The Open Cardiovascular Medicine Journal, 2011, 5, 64-75

54 Mediators of endothelial dysfunction in inflammatory diseases
TNF-α (tumor necrosis factor-α) exerts its effects on the endothelium through its receptor, TNFR. Binding of TNFR by TNF-α leads to diminished eNOS (endothelial nitric oxide synthase) protein expression via suppression of promoter activity and destabilization of its mRNA. TNFR suppresses eNOS activity by preventing the degradation of its endogenous inhibitor, ADMA (asymmetric dimethylarginine). TNFR signaling also induces the transcription factor NF-κB leading to enhanced expression of intercellular adhesion molecules (ICAM-1: intercellular adhesion molecule-1; VCAM-1: vascular cell adhesion molecule-1), TNF-α and Nox1 (NADPH-oxidase-1). NF-κB induction is also mediated by oxidized low density lipoprotein (oxLDL), reactive oxygen species (ROS) and binding of various autoantibodies (AECA: anti-endothelial cell antibodies; APLA: antiphospholipid antibodies; anti-oxLDL: anti-oxidized LDL antibodies). eNOS uncoupling, mediated in part by ROS, is associated with reduced NO (nitric oxide) production and enhanced generation of ROS. eNOS activity is also suppressed by oxLDL. Quelle: C. M. Steyers et al. Endothelial Dysfunction in Chronic Inflammatory Diseases Int. J. Mol. Sci. 2014, 15,

55 Spektrum elektromagnetischer Wellen
Diese bestehen nämlich jeweils aus 3 Quarks ( Protonen: up/up/down; Neutronen: up/down/down). Die up-Quarks besitzen eine Ladung von +⅔ und einen Spin von ½. Die down-Quarks besitzen eine Ladung von -⅓ und ebenfalls einen Spin von ½. geladenes Teilchen mit Spin besitzen auch ein magnetisches Moment

56 Magnetfeldstärken Diese bestehen nämlich jeweils aus 3 Quarks ( Protonen: up/up/down; Neutronen: up/down/down). Die up-Quarks besitzen eine Ladung von +⅔ und einen Spin von ½. Die down-Quarks besitzen eine Ladung von -⅓ und ebenfalls einen Spin von ½. geladenes Teilchen mit Spin besitzen auch ein magnetisches Moment

57 Das NMR-Experiment Continuous-Wave-Verfahren(CW-Verfahren) Konstante Frequenz (Field-sweep-Method)
E=h E=hB0

58 Das NMR-Experiment Continuous-Wave-Verfahren (CW-Verfahren) Konstante Feldstärke (Frequence-sweep-Method) E=hB0 E=h Diese bestehen nämlich jeweils aus 3 Quarks ( Protonen: up/up/down; Neutronen: up/down/down). Die up-Quarks besitzen eine Ladung von +⅔ und einen Spin von ½. Die down-Quarks besitzen eine Ladung von -⅓ und ebenfalls einen Spin von ½. geladenes Teilchen mit Spin besitzen auch ein magnetisches Moment

59 Impulsspektroskopie (FT-NMR-Spektroskopie)
(FT = Fourier-Transformation) Fourier-Transformation Viele Resonanzfrequenzen wurden analytisch zugänglich + schnellere Aufnahme des Spektrums Zuerst von Richard Ernst verwendet: Nobelpreis 1991 Das externe Magnetfeld wird einem kurzen elektromagnetischem Impuls ausgesetzt mit vielen Frequentanzeilen Mittels Detektoren wird dann das Abklingen der angeregten Zustände aufgenommen Danach Transformation des Zeit-Signals in ein Frequenz-Spektrum durch Fourier-Transformation Große Flexibilität durch Verwendung unterschiedlicher Pulsformen, Pulslängen, Frequenzen Später ausgebaut durch mehrere Pulse hintereinander zu zweidimensionalen und höherdimensionalen NMR Kurt Wütherich: Nobelpreis 2002 Paul Lauterbur, Sir Peter Mansfield: Nobelpreis 2003 für MRT

60 NMR-Spektrum von Ethanol
Diese bestehen nämlich jeweils aus 3 Quarks ( Protonen: up/up/down; Neutronen: up/down/down). Die up-Quarks besitzen eine Ladung von +⅔ und einen Spin von ½. Die down-Quarks besitzen eine Ladung von -⅓ und ebenfalls einen Spin von ½. geladenes Teilchen mit Spin besitzen auch ein magnetisches Moment

61 Die chemische Verschiebung
Diese bestehen nämlich jeweils aus 3 Quarks ( Protonen: up/up/down; Neutronen: up/down/down). Die up-Quarks besitzen eine Ladung von +⅔ und einen Spin von ½. Die down-Quarks besitzen eine Ladung von -⅓ und ebenfalls einen Spin von ½. geladenes Teilchen mit Spin besitzen auch ein magnetisches Moment

62 Tetramethylsilan (TMS)
Diese bestehen nämlich jeweils aus 3 Quarks ( Protonen: up/up/down; Neutronen: up/down/down). Die up-Quarks besitzen eine Ladung von +⅔ und einen Spin von ½. Die down-Quarks besitzen eine Ladung von -⅓ und ebenfalls einen Spin von ½. geladenes Teilchen mit Spin besitzen auch ein magnetisches Moment

63 Die chemische Verschiebung
Diese bestehen nämlich jeweils aus 3 Quarks ( Protonen: up/up/down; Neutronen: up/down/down). Die up-Quarks besitzen eine Ladung von +⅔ und einen Spin von ½. Die down-Quarks besitzen eine Ladung von -⅓ und ebenfalls einen Spin von ½. geladenes Teilchen mit Spin besitzen auch ein magnetisches Moment Die Resonanzfrequenz relative zur Referenz (TMS) in der ppm Skala wird die Chemische Verschiebung genannt.


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