【在納米尺度做的磁共振成像】

明道

【在納米尺度做的磁共振成像】

 

 

如何做納米級磁共振成像

磁共振成像 （MRI） 在空間解析度只是 10 的第一次取得了毫微米。

由伊利諾伊大學厄巴納-尚貝恩分校在美國的研究人員開發，該技術可能對於成像生物樣品特別有用。

如果進一步改良，它可能甚至用於病毒與蛋白質大分子的圖像。

MRI 基於核磁共振 （NMR），是一個功能強大的工具，允許科學家研究許多不同的材料的化學成分。

這包括活體組織和 MRI 結果已成為醫學診斷的有力工具。

技術的原理是測量對外部磁場和電磁波輻射的回應的核的磁矩 — — 或旋轉的 — — 的一個樣本。

但因為單個核時刻是微小的小樣本的 MRI 信號很弱，可以輕鬆地通過雜訊淹沒了。

因此它已被證明是很難做磁共振成像空間解析度小於約 1 毫米，除了特殊的情況下。

這個最新的工作是聚苯乙烯的通過拉菲還和同事們附樣品進行分析 — — 一塊小小 — — 對矽納米線機械諧振器的尖端。

這是一個小矽大約 15 µ m 長和 50 毫微米寬的木板。

他們然後將此納米線放在金屬收縮 240 nm 寬、 100 毫微米厚。

通過高頻電流通過收縮，他們是能夠產生強烈的磁場需要做磁共振成像。

小小的振動

團隊然後振盪這電流通過收縮來生成交替在相同的頻率，如納米線振動磁場梯度。

樣品中的 magnetic moments 和交變的非均勻磁場的相互作用產生的納米線，然後可以使用包括在調教中光學干涉儀測量微小振動。

伊利諾州團隊能夠成功地圖像氫核自旋在聚苯乙烯示例中使用它的方法和獲得氫密度的材料與小如 10 的空間解析度 2D 投影毫微米。

他還解釋說"我們研究的另一個重要的結果是我們已經展示了一種新的磁共振協定，使我們能夠應用核磁共振技術進行編碼所謂的旋轉雜訊"。

"那就是，我們對資訊進行編碼在所有核旋轉樣品中，而不是在他們的熱的自旋極化 — — 的統計波動正如通常的情況"。

他還說，"我們的技術實際上使用既定的方法在 MRI 中"。

傅裡葉變換成像 MRI 中經常使用，是一種非常有效的樣品成像技術，但在我們的新方法的主要區別在於我們對自旋噪音，而不是熱極化的資訊進行編碼。

研究者認為，這項技術可以派上用場的成像生物樣品。

他還補充道我們近期的目標是實現更高的空間解析度，並開始成像病毒粒子。

我們希望理想的情況是 tomographically 圖像病毒粒子在 3D 中，和足夠的改善，甚至有可能到圖像大分子蛋白質等將來。

工作報導的物理審查 X 10.1103/PhysRevX.3.031016.

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百麗 Dumé 是nanotechweb.org的特約編輯

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