La RMN à 900 MHz et au-delà

Résumé du document

Les méthodes d'analyse fine de la matière revêtent une importance capitale dans la recherche moderne, tant pour les sciences physiques que pour les sciences du vivant.
Dans ce dernier cas, les méthodes les plus importantes sont d'une part le rayonnement synchrotron, d'autre part les sources de neutrons et enfin la RMN (résonance magnétique nucléaire). Parmi ces trois méthodes, c'est sans doute la RMN qui possède actuellement la plus grande marge de progression.
Certains experts estiment que l'on est à la veille d'une révolution en RMN, qui concurrencerait alors le rayonnement synchrotron.

On constate que tout au long de l'histoire de la RMN, l'introduction de champs magnétiques de plus en plus intenses a permis de révéler de nombreux domaines d'application, parfois inattendus. Cette technologie a révolutionné la chimie de synthèse et la biologie structurale. En utilisant les propriétés magnétiques des noyaux, la RMN permet d'établir une cartographie des atomes constitutifs des molécules étudiées. Cependant, cette cartographie peut se révéler difficile à interpréter. L'utilisation de champs magnétiques de plus en plus intenses permet d'améliorer la sensibilité et la résolution de ces appareils, autant de voies pour accéder à des systèmes plus complexes et à de nouveaux systèmes à l'échelle nanométrique.

Elle apportera des développements importants en sciences de la vie (diagnostic précoce des maladies, pour les cancers par exemple, découverte de nouveaux médicaments, caractérisation des voies métaboliques, ...), dans le domaine des matériaux (caractérisation de nano-structures, matériaux technologiques, création de biomatériaux, bio-senseurs,...), en environnement (micro-analyse,...).
Avec des perspectives aussi larges, on ne peut être étonné que plusieurs chercheurs travaillant dans le domaine de la RMN aient reçu ces dernières années le Prix Nobel.

Extraits

[...] La résonance magnétique nucléaire (RMN) est donc une sonde locale qui a une spécificité chimique. Avec une résolution suffisante, la méthode permet de sélectionner l'espèce chimique étudiée et de recueillir des informations structurales y compris dynamiques, sur son environnement. La RMN connaît, grâce à ses nombreux atouts, des développements constants à la fois méthodologiques et technologiques. En augmentant les champs magnétiques appliqués, on augmente le déplacement chimique et la largeur de raie pour chaque transition, pour une espèce particulière comme l'atome d'hydrogène. [...]

[...] Cela se traduit par un gain de sensibilité dans l'impulsion de la séquence TROSY qui utilise de longue période de magnétisation transversale sur 15N. Les applications typiques sont des expériences quantitatives de couplage notamment pour mesurer de très faibles couplages. L'expérience suivante montre deux spectres acquis à 800 et 900 MHz. On constate une évolution de la période de J d'environ 180ms. Dans cette expérience, la présence de liaisons hydrogènes intermoléculaires a pu être mise en évidence par des couplages entre deux atomes d'azote pour lesquels J est inférieur à 1 Hz. On constate une amélioration de l'intensité des tâches à 900 MHz. [...]

[...] Conclusion La RMN à 900 MHz constitue donc une avancée considérable en terme de technique d'analyse. De par l'amélioration de la résolution et de la sensibilité, des molécules de poids moléculaires plus élevés peuvent être étudiées. D'autre part, la RMN à 900 MHz trouve de nombreuses applications, qu'elles soient biologiques, chimiques ou électroniques notamment dans l'étude des supraconducteurs. En Europe, le Centre Européen de RMN à très hauts champs sera le seul centre multidisciplinaire (biologie, chimie, matériaux, santé, environnement) à échelle internationale. [...]

[...] Cette polyvalence garantit l'adaptabilité de l'outil à de nouveaux domaines non explorés encore aujourd'hui. Bibliographie http://www.bruker-biospin.com/nmr/ Site internet du constructeur Bruker http://www.bruker- biospin.de/NMR/nmrsoftw/news/report/154/pdf/03-10.pdf http://www.bruker- biospin.de/NMR/nmrsoftw/news/report/156/pdf/33-35.pdf http://www-crismat.ensicaen.fr/gdrneem/presentations- 2004/Ouazi.pdf http://www.espci.fr/recherche/labos/lps/recherche.htm http://futura-sciences.com http://www.lps.u-psud.fr/Collectif/gr_04/these%20Bobroff.pdf (thèse de Julien Bobroff) http://nmr.magnet.fsu.edu/resources/900MHzff-so.pdf 900 MHz Reaches full field. Sets New Dimensions! article de I.R Dixon, National High Magnetic Field Laboratory. http://nmr900.ca/instrument_f.html http://www.raeng.org.uk/news/publications/ingenia/issue18/townsend .pdf Superconducting magnets, The Heart of NMR article de Martin Townsend, Oxford Instruments Superconductivity. http://www.techlyon-ladoua.prd.fr/actu/journaln2.pdf Comité de développement scientifique et technologique de la Doua http://www.tipmagazine.com/tip/INPHFA/vol-8/iss-5/p32.pdf Superconducting magnets Get Bigger and Better article de Alan Street. [...]

[...] Cette technologie a révolutionné la chimie de synthèse et la biologie structurale. En utilisant les propriétés magnétiques des noyaux, la RMN permet d'établir une cartographie des atomes constitutifs des molécules étudiées. Cependant, cette cartographie peut se révéler difficile à interpréter. L'utilisation de champs magnétiques de plus en plus intenses permet d'améliorer la sensibilité et la résolution de ces appareils, autant de voies pour accéder à des systèmes plus complexes et à de nouveaux systèmes à l'échelle nanométrique. Elle apportera des développements importants en sciences de la vie (diagnostic précoce des maladies, pour les cancers par exemple, découverte de nouveaux médicaments, caractérisation des voies métaboliques dans le domaine des matériaux (caractérisation de nano-structures, matériaux technologiques, création de biomatériaux, bio-senseurs en environnement (micro-analyse Avec des perspectives aussi larges, on ne peut être étonné que plusieurs chercheurs travaillant dans le domaine de la RMN aient reçu ces dernières années le Prix Nobel. [...]