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新型核磁共振显微镜诞生灵敏度可提高1000倍

  据荷兰莱顿大学官网最新消息,该校研究人员开发出一种新型核磁共振显微镜(NMR),比现有核磁共振显微镜灵敏度高一千倍,能在纳秒尺度观察到铜原子核的弛豫时间,有望为医学诊断和基础物理研究带来更好的观测仪器。

 

什么是核磁共振?

核磁共振是磁矩不为零的原子核,在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂,共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振波谱学是光谱学的一个分支,其共振频率在射频波段,相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。

核磁共振应用:核磁共振成像(MRI)检查已经成为一种常见的影像检查方式,核磁共振成像作为一种新型的影像检查技术,不会对人体健康有影响,但六类人群不适宜进行核磁共振检查:即使安装心脏起搏器的人、有或疑有眼球内金属异物的人、动脉瘤银夹结扎术的人、体内金属异物存留或金属假体的人、有生命危险的危重病人、幽闭恐惧症患者等。不能把监护仪器、抢救器材等带进核磁共振检查室。另外,怀孕不到3个月的孕妇,最好也不要做核磁共振检查。

 
该研究团队发表于最近的科学文献预印本在线数据库网站上的论文指出,为了测试新显微镜的灵敏度,他们在42毫开温度下对铜的原子核自旋晶格弛豫时间做了检测,显示其灵敏度比目前世界最高纪录的核磁共振显微镜还高一千倍。
 
研究人员解释说,原子核是带电的,并绕着它们的轴自旋,它们像微小的电磁体也会产生自己的磁场。如果膝盖受了伤,医生会通过磁共振仪(MRI)查看关节以确定出了什么问题。把膝盖放入均匀磁场中,原子核就会按轴排列指向相同方向。MRI随后发出特定的射频电波通过膝盖,使某些轴发生翻转,射频信号终止后,那些原子核会恢复过来。这些射频电波揭示了原子的位置,能为医生提供精确的膝盖图像。
 
磁共振仪是核磁共振在医学上的应用。基于同样的原理,物理学家也能用这一技术研究基本物质现象,其中之一就是所谓的“弛豫时间”,即原子核恢复过来并提供大量有关物质属性信息的时间。
 
研究人员指出,核磁共振显微镜为物理学家在原子水平研究物理过程背后的原理机制提供了新的技术手段,比如,特殊系统在极冷条件下表现的奇怪行为。核磁共振技术的突破最终还会促进医疗用磁共振仪发展。莱顿大学物理学院博士生杰玛·维格纳尔说,如果用这项技术来研究老年痴呆症患者的脑部,能达到分子水平,看到铁是怎样被固定在蛋白质里的。(记者常丽君)
 
总编辑圈点
 
我们的身体和物质世界的一切是由无数微观粒子所构成,随着科学技术的进步,人类探查微观粒子的工具越来越精妙,我们所能观察到的微观世界将越来越“宽广”,越来越丰富多彩。核磁共振显微镜可以帮助人类看到生命的细节,让我们了解生命的本质,并帮助我们远离一些病痛。这一次,荷兰研究人员开发出的新型核磁共振显微镜大大提高了原有核磁共振显微镜的灵敏度,这意味着我们将更进一步接近生命的“真相”。相信有了这项技术,更多物理过程背后的原理机制将被揭示。
 
原文出处来自:http://news.xinhuanet.com/tech/2016-07/19/c_129157539.htm

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