Richard R. ERNST
Nükleer manyetik rezonans (NMR) olayı, 1945’te ABD’deli Felix Block ve Edward M.Purcell tarafından bulunmuş ve bu bilim adamlarına 1952 Nobel Fizik Ödülünü kazandırmıştı. NMR’nin esası şudur. Bir manyetik alan içerisinde manyetik momente sahip çekirdekler, bir elektromanyetik dalgayla ışınlandırılınca değişik miktarlarda enerji emerler. Uyarılmış elektronların tipik rezonans çizgileri sayesinde çekirdekleri, örneğin II çekirdeğinin varlığını ve bunun molekül içindeki etkileşimlerini kaydetmek olasıdır.
Bu yöntem, ancak 1970’li yılların başlarında İsviçreli Richard R. Ernst, sayesinde önem kazandı.
Ernst’e bu buluşu için 1991 Nobel Ödülü verildi. 1966 dan beri R.R.Ernst ve William A.Anderson bu tekniği kullanarak yarattıkları sinyalleri, matematiksel bir yöntemle (Fourier transformasyonları) incelediler. Çekirdekleri uyarmak için frekansı halif değişen sürekli bir elektromanyetik dalga göndermek yerine, kısa süreli bir elektromanyetik dalga gönderme yolunu denediler. uyarıllmış çekirdekler eski hallerine dönerken, amplitüdü (genliği) zamanla azalan bir sinyal oluştururlar.
Bu sinyal Fourier transformasyonu yöntemiyle analiz edildi. Bu şekilde, incelenen molekülün rezonans özelliklerini belirten bir boyutlu bir frekans gamı elde edilmekte, sinyal parazit oranı 10* 200 kat artırılmaktadır. Bundan sonraki 20 yılda NMR tekniği çok yaygınlaştırıldı: Katilar, sıvılar, biyoloji, tıbbi görüntüleme vb. Fakat bütün bu bir boyutlu teknikler, atomun molekülle ilişkileri konusunda ancak kısmi bit bilgi sağlayabiliyordu. Bir boyutluluktan gelen bu sakıncaları gidermek üzere Jean Jeener, 1971’de İki boyutlu bir spektroskop yapmayı düşündü. Bu yöntemde çekirdekleri uyarmak amacıyla, çok kısa bir zaman aralığıyla peşpeşe iki dalga yollanmakta ve elde edilen sinyal, çifl Fourier transformasyonuyla analiz edilmekledir: şimdi söz konusu olan iki değişkendir: İki dalga arasındaki zaman ve sinyalin azalış zamanı. Böylece nükleer spinler arasındaki bütün ilişkileri bir kerede veren iki boyutlu bir frekans gamı elde edilebilir.
Bu metodun teorik analizi, bunu izleyen yıllarda R.U.Ernst ve arkadaşları tarafından yapıldı. Bu buluş 2 boyutlu (2D) NMR’ı başlattı; ayrıca homo ve heteronükleer korelasyonların incelenmesinde yeni ufuklar açtı. Bilgisayarların ve elektronik spektrometrelerin hızla gelişmesi ve 11.7-14 tesla gücünde elektromanyetik alanlar oluşturan süperiletken mıknatıslar sayesinde ölçmelerdeki duyarlık ve ayrıntıda önemli kazanımlar sağlandı. İki boyutlu NMR sayesinde 10-15 kilodalton (kDa) kütle ağırlığındaki dev protein moleküllerinin yapısını tek bir ölçmede belirlemek mümkün hale geldi. İki boyutlu NMR’den üç boyutlu NMR’a geçildi: şimdi daha büyük moleküllerin yapısını incelemek amaçlanıyor.
Büyük moleküllerin (makromolekül) yapısının incelenmesini büyük ölçüde Zürich’li Profesör R.R.Ernst ‘e borçluyuz.