Нова ера в молекулярното изобразяване
Израелски и немски учени са създали нов способ за магнитно-резонансна томография (МРТ), който може да разграничава структури с размер до една милиардна част от метъра, съобщи израелската новинарска организация ТПС.
Това значи, че устройството може да изобразява обособените атоми в молекула. Това е първият път, когато МРТ реализира такава нанометрова разграничителна дарба при стайна температура.
Обикновените болнични МРТ апарати имат разграничителна дарба към 0,1 мм, което е задоволително за обрисуване на човешкото тяло, само че не и на молекули. Предишните опити за наноразделителна дарба изискваха рисково ниски температури или не можеха да разграничават обособени атоми.
Новият пробив е реализиран от докторантката Лиора Шейн Любомирски и Амит Финклер в Института " Вайцман ". " Това устройство ни разрешава да забележим структурата на единични молекули - нещо, което преди беше невероятно. Това не е просто усъвършенстване, а ново определение на опциите на МРТ ", сподели Финклер.
В плана вземат участие и учени от Университета в Щутгарт, Германия, и Телавивския университет.
За да реализират това, учените основават нов вид магнитен генератор. Той употребява златен проводник във формата на рибена кост, подложен на кварцов накрайник, който при подаване на ток основава доста мощен магнитен градиент - 1000 Тесла на метър, което е 10 000 пъти по-силно от общоприетите МРТ апарати. Това разрешава да се разграничават атоми, разделечени на милиардна част от метъра.
" Ключът не е просто да увеличим силата на магнитното поле, а да създадем измененията му доста внезапни на малко разстояние. Така всеки атом получава своя неповторима резонансна периодичност, даже в случай че са доста близо ", изясни Финклер.
Екипът също употребява специфични квантови датчици - азотно-ваканционни центрове в синтетичен елмаз, които са извънредно чувствителни. Преди те можеха единствено да усещат близостта на атоми, само че не можеха да ги разграничават. Сега новият магнитен градиент им разрешава да разчитат „ неповторимия автограф " на всеки атом.
" Рано не можехме да разделим сигналите на обособените водородни атоми в молекулата ", сподели Любомирски. " Сега всеки водороден атом се демонстрира с друга периодичност според от мястото си, което ни разрешава да създадем изображение с висока резолюция. "
Освен това магнитното поле се ръководи електронно и може да се включва и изключва за по-малко от 1 микросекунда. Това понижава разстройствата по време на сканирането и покачва точността.
Важно е, че системата работи при стайна температура, до момента в който други сходни технологии изискват изстудяване. " Това значи, че можем да изследваме материали в действителни условия, което е огромна крачка както за науката, по този начин и за промишлеността ", добави Финклер.
Технологията има огромен капацитет за фармацевтиката и знанието за другите материи. Днес МРТ се употребява за разбор на медикаменти, само че единствено на огромни проби. Новият способ ще разреши тестване на единични молекули, което ще понижи потребността от огромни количества и ще форсира създаването на нови медикаменти.
В материалната просвета пък устройството ще помогне да се разбере по-добре структурата на свръхпроводници, катализатори и наноматериали на атомно равнище. Също по този начин технологията може да бъде потребна за разкриване на следи от експлозиви, опиати или отрови, което я прави подобаваща за криминалистиката и сигурността.
" Това е началото на нова епоха в молекулярното обрисуване. Сега можем да картографираме материята на атомно равнище - бързо, точно и при стайна температура ", сподели Финклер.
Това значи, че устройството може да изобразява обособените атоми в молекула. Това е първият път, когато МРТ реализира такава нанометрова разграничителна дарба при стайна температура.
Обикновените болнични МРТ апарати имат разграничителна дарба към 0,1 мм, което е задоволително за обрисуване на човешкото тяло, само че не и на молекули. Предишните опити за наноразделителна дарба изискваха рисково ниски температури или не можеха да разграничават обособени атоми.
Новият пробив е реализиран от докторантката Лиора Шейн Любомирски и Амит Финклер в Института " Вайцман ". " Това устройство ни разрешава да забележим структурата на единични молекули - нещо, което преди беше невероятно. Това не е просто усъвършенстване, а ново определение на опциите на МРТ ", сподели Финклер.
В плана вземат участие и учени от Университета в Щутгарт, Германия, и Телавивския университет.
За да реализират това, учените основават нов вид магнитен генератор. Той употребява златен проводник във формата на рибена кост, подложен на кварцов накрайник, който при подаване на ток основава доста мощен магнитен градиент - 1000 Тесла на метър, което е 10 000 пъти по-силно от общоприетите МРТ апарати. Това разрешава да се разграничават атоми, разделечени на милиардна част от метъра.
" Ключът не е просто да увеличим силата на магнитното поле, а да създадем измененията му доста внезапни на малко разстояние. Така всеки атом получава своя неповторима резонансна периодичност, даже в случай че са доста близо ", изясни Финклер.
Екипът също употребява специфични квантови датчици - азотно-ваканционни центрове в синтетичен елмаз, които са извънредно чувствителни. Преди те можеха единствено да усещат близостта на атоми, само че не можеха да ги разграничават. Сега новият магнитен градиент им разрешава да разчитат „ неповторимия автограф " на всеки атом.
" Рано не можехме да разделим сигналите на обособените водородни атоми в молекулата ", сподели Любомирски. " Сега всеки водороден атом се демонстрира с друга периодичност според от мястото си, което ни разрешава да създадем изображение с висока резолюция. "
Освен това магнитното поле се ръководи електронно и може да се включва и изключва за по-малко от 1 микросекунда. Това понижава разстройствата по време на сканирането и покачва точността.
Важно е, че системата работи при стайна температура, до момента в който други сходни технологии изискват изстудяване. " Това значи, че можем да изследваме материали в действителни условия, което е огромна крачка както за науката, по този начин и за промишлеността ", добави Финклер.
Технологията има огромен капацитет за фармацевтиката и знанието за другите материи. Днес МРТ се употребява за разбор на медикаменти, само че единствено на огромни проби. Новият способ ще разреши тестване на единични молекули, което ще понижи потребността от огромни количества и ще форсира създаването на нови медикаменти.
В материалната просвета пък устройството ще помогне да се разбере по-добре структурата на свръхпроводници, катализатори и наноматериали на атомно равнище. Също по този начин технологията може да бъде потребна за разкриване на следи от експлозиви, опиати или отрови, което я прави подобаваща за криминалистиката и сигурността.
" Това е началото на нова епоха в молекулярното обрисуване. Сега можем да картографираме материята на атомно равнище - бързо, точно и при стайна температура ", сподели Финклер.
Източник: cross.bg
КОМЕНТАРИ