Trešdiena, 2013. gada 13. februāris. UPC Fotonisko zinātņu institūta (ICFO) zinātniekiem Castelldefelsā (Barselonā) ir izdevies izveidot mākslīgus atomus, lai šūnās izveidotu molekulu mēroga magnētiskās rezonanses, kas varētu radīt revolūciju medicīniski diagnostiskās attēlveidošanas jomā .
Pētījumā, kas veikts sadarbībā ar CSIC un Austrālijas Macquarie universitāti, ir izstrādāta jauna tehnika, līdzīga magnētiskās rezonanses attēlveidošanai, bet ar daudz augstāku izšķirtspēju un jutīgumu, kas ļauj skenēt atsevišķas šūnas.
Darbu, kas publicēts žurnālā "Nature Nanotech", vadījis doktors Romēns Kvidants.
Kā ziņo ICFO, pētījumiem ir izdevies izmantot mākslīgos atomus, leģēta dimanta nanometriskas daļiņas ar slāpekļa piemaisījumu, lai varētu zonēt ļoti vājus magnētiskos laukus, piemēram, tādus, kas rodas dažās bioloģiskās molekulās.
Parastā magnētiskās rezonanses attēlveidošana reģistrē ķermeņa atomu kodolu magnētiskos laukus, kurus iepriekš ir ierosinājis ārējs elektromagnētiskais lauks, un saskaņā ar visu šo atomu reakciju dažu slimību attīstību var novērot un diagnosticēt ar milimetra izšķirtspēju.
Tomēr parastā rezonansē mazākiem objektiem nav pietiekami daudz atomu, lai novērotu atbildes signālu.
ICFO ierosinātais inovatīvais paņēmiens ievērojami uzlabo izšķirtspēju līdz nanometriskajai skalai (1 000 000 reizes lielāks par milimetru), ļaujot izmērīt ļoti vājus magnētiskos laukus, piemēram, tādus, ko rada proteīni.
"Mūsu metode paver iespējas veikt izolētu šūnu magnētiskās rezonanses, iegūstot jaunu informācijas avotu, lai labāk izprastu šūnu iekšējos procesus un diagnosticētu slimības šādā mērogā, " skaidroja ICFO pētnieks Maikls Geiselmans.
Līdz šim šo izšķirtspēju bija iespējams sasniegt tikai laboratorijā, izmantojot atsevišķus atomus temperatūrā, kas tuvu absolūtai nullei, ap -273 grādiem pēc Celsija.
Atsevišķie atomi ir struktūras, kas ir ļoti jutīgas pret apkārtni, un tām ir liela spēja noteikt tuvumā esošos elektromagnētiskos laukus, taču tie ir tik mazi un nepastāvīgi, ka, lai ar tiem manipulētu, tie ir jāatdzesē līdz temperatūrai, kas ir tuvu absolūtai nullei, ļoti sarežģītā procesā, kurā nepieciešams vide, kas padara tās iespējamo medicīnisko pielietojumu neiespējamu.
Tomēr mākslīgos atomus, kurus izmanto Quidant komanda, veido slāpekļa piemaisījumi, kas notverti mazā dimanta kristālā.
"Šim piemaisījumam ir tāda pati jutība kā atsevišķam atomam, bet tas ir ļoti stabils istabas temperatūrā, pateicoties tā iekapsulēšanai. Šis rombveida apvalks ļauj mums rīkoties ar slāpekļa piemaisījumiem bioloģiskā vidē un tāpēc ļauj mums skenēt šūnas", Quidant ir iebildis.
Lai varētu notvert un manipulēt ar šiem mākslīgajiem atomiem, pētnieki izmanto lāzera gaismu, kas darbojas kā skava, kas spēj tos novirzīt virs pētāmā objekta virsmas un tādējādi saņemt informāciju no mazajiem magnētiskajiem laukiem, kas to veido.
Šīs jaunās tehnikas izskats varētu radīt revolūciju medicīniski diagnostiskās attēlveidošanas jomā, jo tā ievērojami optimizē klīniskās analīzes jutīgumu un tādējādi uzlabo iespēju agrāk noteikt slimības un veiksmīgāk tās ārstēt.
Avots:
Tags:
Reģenerācija Ģimene Izrakstīšanās
Pētījumā, kas veikts sadarbībā ar CSIC un Austrālijas Macquarie universitāti, ir izstrādāta jauna tehnika, līdzīga magnētiskās rezonanses attēlveidošanai, bet ar daudz augstāku izšķirtspēju un jutīgumu, kas ļauj skenēt atsevišķas šūnas.
Darbu, kas publicēts žurnālā "Nature Nanotech", vadījis doktors Romēns Kvidants.
Kā ziņo ICFO, pētījumiem ir izdevies izmantot mākslīgos atomus, leģēta dimanta nanometriskas daļiņas ar slāpekļa piemaisījumu, lai varētu zonēt ļoti vājus magnētiskos laukus, piemēram, tādus, kas rodas dažās bioloģiskās molekulās.
Parastā magnētiskās rezonanses attēlveidošana reģistrē ķermeņa atomu kodolu magnētiskos laukus, kurus iepriekš ir ierosinājis ārējs elektromagnētiskais lauks, un saskaņā ar visu šo atomu reakciju dažu slimību attīstību var novērot un diagnosticēt ar milimetra izšķirtspēju.
Tomēr parastā rezonansē mazākiem objektiem nav pietiekami daudz atomu, lai novērotu atbildes signālu.
ICFO ierosinātais inovatīvais paņēmiens ievērojami uzlabo izšķirtspēju līdz nanometriskajai skalai (1 000 000 reizes lielāks par milimetru), ļaujot izmērīt ļoti vājus magnētiskos laukus, piemēram, tādus, ko rada proteīni.
"Mūsu metode paver iespējas veikt izolētu šūnu magnētiskās rezonanses, iegūstot jaunu informācijas avotu, lai labāk izprastu šūnu iekšējos procesus un diagnosticētu slimības šādā mērogā, " skaidroja ICFO pētnieks Maikls Geiselmans.
Līdz šim šo izšķirtspēju bija iespējams sasniegt tikai laboratorijā, izmantojot atsevišķus atomus temperatūrā, kas tuvu absolūtai nullei, ap -273 grādiem pēc Celsija.
Atsevišķie atomi ir struktūras, kas ir ļoti jutīgas pret apkārtni, un tām ir liela spēja noteikt tuvumā esošos elektromagnētiskos laukus, taču tie ir tik mazi un nepastāvīgi, ka, lai ar tiem manipulētu, tie ir jāatdzesē līdz temperatūrai, kas ir tuvu absolūtai nullei, ļoti sarežģītā procesā, kurā nepieciešams vide, kas padara tās iespējamo medicīnisko pielietojumu neiespējamu.
Tomēr mākslīgos atomus, kurus izmanto Quidant komanda, veido slāpekļa piemaisījumi, kas notverti mazā dimanta kristālā.
"Šim piemaisījumam ir tāda pati jutība kā atsevišķam atomam, bet tas ir ļoti stabils istabas temperatūrā, pateicoties tā iekapsulēšanai. Šis rombveida apvalks ļauj mums rīkoties ar slāpekļa piemaisījumiem bioloģiskā vidē un tāpēc ļauj mums skenēt šūnas", Quidant ir iebildis.
Lai varētu notvert un manipulēt ar šiem mākslīgajiem atomiem, pētnieki izmanto lāzera gaismu, kas darbojas kā skava, kas spēj tos novirzīt virs pētāmā objekta virsmas un tādējādi saņemt informāciju no mazajiem magnētiskajiem laukiem, kas to veido.
Šīs jaunās tehnikas izskats varētu radīt revolūciju medicīniski diagnostiskās attēlveidošanas jomā, jo tā ievērojami optimizē klīniskās analīzes jutīgumu un tādējādi uzlabo iespēju agrāk noteikt slimības un veiksmīgāk tās ārstēt.
Avots:
