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新型纳米级核磁共振显微镜问世 超高灵敏度 未来应用于医学研究

导读: 新型核磁共振显微镜能够捕捉原子级分辨率的 3D 图像,其灵敏度比相似的显微镜要好上 1000 倍,不过它需要在接近绝对零度的情况下工作。

  距离运动员们在奥运会上打破世界纪录还有几周,莱顿大学物理研究所的博士生 Jelmer T. Wagenaar 和 Arthur de Haan 抢先在世界纪录上留下了自己的名字。他们的新型核磁共振显微镜能够捕捉原子级分辨率的 3D 图像,其灵敏度比相似的显微镜要好上 1000 倍,不过它需要在接近绝对零度的情况下工作。

新型纳米级核磁共振显微镜问世 超高灵敏度 未来应用于医学研究

  核磁共振显影仪工作的原理是这样的:带电后,人们体内原子的核心会开始旋转运动,它们会产生极小的磁场。而核磁共振显影仪中的磁场会把因特定电波运动的原子的核心排列好;电波信号关闭后,原子核又会回到正常的状态。原子核的旋转运动生成了描述原子位置的电波,内科医生依此得到了人们身体内部的图像。

  “温度越高,原子运动的幅度越大,” Wagenaar 告诉 Digital Trends 记者,“这就像拍照一样,当某人快速运动时,拍出来的照片就会模糊。当那人站好时,得到的照片就会清晰。在绝对零度条件下,原子就不动了。因此越能接近绝对零度工作,取得的图像就会越清晰。”

新型纳米级核磁共振显微镜问世 超高灵敏度 未来应用于医学研究

  通过降低操作环境的温度,Wagenaar 和他的同事用他们的新型显微镜捕捉到了比例更高的原子核旋转。证明了他们的核磁共振显微镜比同类仪器灵敏 1000 倍。他们的研究成果发表在了 Physical Review Applied 杂志上。

  目前,Wagenaar 和同事们还在继续改进他们的研究成果,他们希望这种显微镜最终能应用于医学研究中,以从未有过的视角去观察病变细胞,让医学家能更深入的了解阿兹海默和帕金森等疾病。

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