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纳米材料

纳米材料

在纳米尺度完成磁共振成像

14 Oct 2013 IsabelleDumé.
如何做纳米级MRI

磁共振成像(MRI)仅为10的空间分辨率 第一次已经实现了NM。由伊利诺伊大学的研究人员在美国厄巴纳 - 香槟的研究人员开发,该技术对于成像生物样品特别有用。如果进一步改善,甚至可以用于图像病毒和蛋白质大分子。

MRI基于核磁共振(NMR),是一种强大的工具,允许科学家研究许多不同材料的化学成分。这包括活组织,结果MRI已成为医学中强大的诊断工具。该技术通过测量核磁时刻的响应来工作– or spins –外部磁场的样品和电磁辐射。但由于个体核动物是微小的,因此来自小样本的MRI信号较弱,可以通过噪音轻松淹没。结果,它已被证明难以在不到约1的空间决议下进行MRI mm,除了在特殊情况下。

这个最新的工作完成了 拉菲布达亚人 及其同事,谁附上要分析的样本–一小块聚苯乙烯–到硅纳米线机械谐振器的尖端。这是大约15的小硅板 µm long and 50 nm宽。然后它们将该纳米线放在金属收缩240上 nm wide and 100 nm厚。通过通过收缩传递高频电流,它们能够产生DO MRI所需的强烈磁场。

小振动

然后,团队通过收缩振荡该电流,以产生与纳米线振动相同的频率交替的磁场梯度。样品中的磁矩与交替的不均匀磁场之间的相互作用产生了纳米线的微小振动,然后可以使用包括在设置中的光学干涉仪测量。

伊利诺伊州的团队能够使用其方法在聚苯乙烯样品中成功地在聚苯乙烯样品中成功进行氢核旋转,并获得了在材料中的氢密度的2D投影,其空间分辨率小至10 nm.

“我们研究的另一个重要结果是我们已经展示了一种新的磁共振协议,允许我们应用NMR技术来编码所谓的旋转噪声,” explains Budakian. “也就是说,我们在样品中的所有核旋转的统计波动中编码信息,而不是在其热自旋极化中–通常情况下。”

“我们实际上的技术在MRI中使用了成熟的方法,” Budakian says. “傅立叶变换成像经常使用MRI,是一种非常有效的样品成像技术,但我们的新方法的主要区别是我们在旋转噪声中编码信息而不是在热极化中。”

据研究人员称,该技术可以帮助成像生物样品。“我们的近期目标是实现更高的空间分辨率并开始成像病毒粒子,” adds Budakian. “理想情况下,我们将喜欢在3D上划伤图像病毒颗粒,并且具有足够的改进,甚至可以在未来的成像蛋白质等蛋白质。”

这项工作据报道 物理评论X. 10.1103 / physrevx.3.031016.

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