Résonance Magnétique Nucléaire (RMN)

La méthode

La RMN est une méthode spectroscopique d'analyse de la matière, fondée sur les propriétés magnétiques de certains noyaux atomiques. L'échantillon à étudier, placé dans un champ magnétique très intense, acquiert une aimantation nucléaire qui est détectée par sa mise en résonance avec un champ élecromagnétique.

La réponse de l'échantillon dépend de l'intensité du champ magnétique appliqué, de l'environnement électronique des noyaux et de la dynamique des mouvements atomiques. Un spectromètre de RMN est caractérisé par la fréquence de résonance du noyau de l'atome d'hydrogène, qui est le noyau le plus abondant, le plus sensible et donc le plus étudié par RMN.

Les applications
Les domaines d'application sont très variés et concernent l'analyse structurale des substances organiques en solution, la caractérisation des matériaux organiques et inorganiques à l'état solide et l'imagerie par résonance magnétique (IRM).

La RMN des liquides est un outil de base pour l'étude des petites molécules organiques en solution, substances naturelles ou synthétiques, et l'étude des macromolécules solubles (protéines, acides nucléiques, polysaccharides, polymères synthétiques).

La RMN des solides permet d'étudier des substances amorphes ou faiblement cristallines telles que les verres et les polymères naturels ou synthétiques insolubles ; c'est une technique très complémentaire de cristallographie par rayons X. Une technique similaire est destinée à l'étude d'échantillons hétérogènes très variés tels que les supports solides pour la synthèse organiques ou les sols pour une caractérisation environnementale.

L'IRM, telle qu'elle est pratiquée dans le cadre d'un laboratoire de RMN conventionnel, peut être qualifiée de micro-IRM car elle est adaptée à l'étude d'échantillons de la taille du centimètre avec une résolution de quelques dizaines de micromètres. Elle est applicable à l'étude des matériaux et des tissus biologiques, en particulier pour le suivi au niveau tissulaire des stratégies thérapeutiques.

Le projet
Le but est disposer de moyens analytiques adaptés au soutien des projets de recherches menés à l'URCA dans les domaines de la chimie et de la biologie. Un spectromètre à 500 MHz existant sera équipé de systèmes électroniques et informatiques de dernière génération.
Cet appareil sera polyvalent puisqu'il permettra de réaliser des mesures sur des échantillons liquides, solides ou hétérogènes, ainsi que par IRM.

Un spectromètre à 600 MHz entièrement dédié à la RMN des liquides sera équipé d'un système cryogénique de détection, permettant d'atteindre un niveau de sensibilité fortement accru, mais comparable à ce qui est déjà disponible dans un grand nombre de laboratoires de recherche.

La RMN est un outil d'analyse indispensable à toute activité de recherche en synthèse de nouvelles molécules organiques. Ces analyses sont effectués par des spectromètres de RMN à 250 et à 300 MHz, dont les équipements électroniques et informatiques seront remplacés avant la fin du contrat de projet Etat-Région en cours.

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Spectre de RMN 2D TOCSY, en solution, d’une cyclodextrine chimiquement modifiée
Glioblastome de cerveau de rat, vu par micro-IRM.
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