|  | 13 марта 2018 | Новости науки и техники

Новая МРТ-технология позволяет получить снимки молекул с высочайшей разрешающей способностью

Снимок молекулы


Установки магнитно-резонансной томографии (МРТ) являются достаточно мощным инструментом, позволяющим медикам заглянуть внутрь человеческого тела и произвести диагностику различных заболеваний. Однако, группа исследователей из Канады и США продемонстрировала, что такая же самая технология может позволить ученым увидеть и очень маленькие вещи, такие, как отдельные молекулы. Разработанная ими МРТ-технология имеет высочайшую разрешающую способность, составляющую менее двух нанометров, что эквивалентно ширине молекулы ДНК.

Для получения высокого разрешения исследователи использовали новый специальный генератор магнитного поля и импульс лазерного света, который позволяет выделить некоторые свойства ядер атомов и управлять этими свойствами во время проведения съемки. Все это напоминает использование красителя, микроскопа и пинцета в технологии обычной оптической микроскопии, но в данном случае это работает в гораздо меньшем масштабе, позволяющем изучать свойства молекул биологических образцов и других микроскопических систем.

Технология МРТ позволяет получать изображения, используя эффект магнитного ядерного резонанса. Ядра некоторых атомов поглощают и повторно излучают радиоволны, находясь в среде сильного магнитного поля. Каждый из видов атомов излучает радиоволны с определенной длиной волны и в этих волнах заключена дополнительная информации о конфигурации электрических полей, окружающих этот атом. Использование МРТ-технологии на уровне отдельных атомов позволит проверить идентичность и изучить структуру молекул в мельчайших деталях, что, в свою очередь, позволит изучать работу таких сложных образований, как белки.

Установка МРТ-съемки


Как уже упоминалось выше, новая МРТ-технология работает за счет использования специального источника магнитного поля CFFGS (current-focusing field gradient source), который вырабатывает магнитное поле, градиент которого изменяется достаточно сильно с изменением расстояния. Это позволяет исследователям идентифицировать вторичное радиоизлучение от отдельных ядер атомов и получить высокоточные данные о том, из какого места пространства прибыли радиоволны. В этом деле используется сильно сфокусированный луч лазерного света, который и обеспечивает наноразмерную разрешающую способность, позволяет отделить полезный сигнал от помех, возникающих в результате влияния изменений магнитной составляющей окружающей среды.

К сожалению, съемка при помощи новой МРТ-технологии производится сейчас только в двух пространственных измерения. Но это не является проблемой, исследовательская группа уже подала патентную заявку на еще более новый метод, который позволяет вести съемку и в трех пространственных измерениях. Помимо этого, все эксперименты проводились при температуре в 4 Кельвина, при температуре, когда снимаемая молекула была полностью лишена возможности двигаться. Но в будущем исследователи планируют решить данный вопрос, и если им удастся поднять температуру, при которой проводится съемка, то при помощи новой технологии можно будет изучать динамику молекул и их превращений.

Однако, новая МРТ-технология, работающая в режиме статической съемки, может использоваться на практике для изучения и оптимизации структуры полупроводниковых приборов, другой электроники, микроэлектромеханических систем и массы других вещей микроскопического масштаба.




Ключевые слова:
МРТ, Технология, Ядро, Атом, Резонанс, Разрешающая, Способность, Молекула, Структура, Изучение

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Новая технология, использующая магнитные поля и лазеры, позволяет охладить ...
  • Исследователи компании IBM превратили микроскоп в измеритель магнитных свой ...
  • Ученые впервые получили трехмерные голографические изображения сложных моле ...
  • Новый электронный микроскоп может снимать "танцы" молекул и атомов
  • Впервые в истории получены снимки, показывающие перемещения атомов внутри м ...




  • 13 марта 2018 07:41
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 4236
    Второй снимок очень сильно напоминает прототип квантового процессора то-ли от IBM, то-ли от Google


    --------------------
        
    13 марта 2018 13:47
    #2 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 561
    Цитата: FomaNeverujuwij
    Второй снимок очень сильно напоминает прототип квантового процессора

    А первый снимок, это не снимок молекулы, а металлическая стружка на листе бумаги, к которому снизу поднесли U-образный магит. Более того, там даже край листа попал в кадр слева вверху:)
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.