新型核磁共振顯微鏡靈敏度提高一千倍

據(jù)荷蘭萊頓大學(xué)官網(wǎng)最新消息，該校研究人員開發(fā)出一種新型核磁共振顯微鏡（NMR），比現(xiàn)有核磁共振顯微鏡靈敏度高一千倍，能在納秒尺度觀察到銅原子核的弛豫時間，有望為醫(yī)學(xué)診斷和基礎(chǔ)物理研究帶來更好的觀測儀器。

該研究團隊發(fā)表于最近的科學(xué)文獻預(yù)印本在線數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站上的論文指出，為了測試新顯微鏡的靈敏度，他們在42毫開溫度下對銅的原子核自旋晶格弛豫時間做了檢測，顯示其靈敏度比目前世界最高紀錄的核磁共振顯微鏡還高一千倍。

研究人員解釋說，原子核是帶電的，并繞著它們的軸自旋，它們像微小的電磁體也會產(chǎn)生自己的磁場。如果膝蓋受了傷，醫(yī)生會通過磁共振儀（MRI）查看關(guān)節(jié)以確定出了什么問題。把膝蓋放入均勻磁場中，原子核就會按軸排列指向相同方向。MRI隨后發(fā)出特定的射頻電波通過膝蓋，使某些軸發(fā)生翻轉(zhuǎn)，射頻信號終止后，那些原子核會恢復(fù)過來。這些射頻電波揭示了原子的位置，能為醫(yī)生提供精確的膝蓋圖像。

磁共振儀是核磁共振在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。基于同樣的原理，物理學(xué)家也能用這一技術(shù)研究基本物質(zhì)現(xiàn)象，其中之一就是所謂的“弛豫時間”，即原子核恢復(fù)過來并提供大量有關(guān)物質(zhì)屬性信息的時間。

研究人員指出，核磁共振顯微鏡為物理學(xué)家在原子水平研究物理過程背后的原理機制提供了新的技術(shù)手段，比如，特殊系統(tǒng)在極冷條件下表現(xiàn)的奇怪行為。核磁共振技術(shù)的突破最終還會促進醫(yī)療用磁共振儀發(fā)展。萊頓大學(xué)物理學(xué)院博士生杰瑪·維格納爾說，如果用這項技術(shù)來研究老年癡呆癥患者的腦部，能達到分子水平，看到鐵是怎樣被固定在蛋白質(zhì)里的。（常麗君）

總編輯圈點

      我們的身體和物質(zhì)世界的一切是由無數(shù)微觀粒子所構(gòu)成，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，人類探查微觀粒子的工具越來越精妙，我們所能觀察到的微觀世界將越來越“寬廣”，越來越豐富多彩。核磁共振顯微鏡可以幫助人類看到生命的細節(jié)，讓我們了解生命的本質(zhì)，并幫助我們遠離一些病痛。這一次，荷蘭研究人員開發(fā)出的新型核磁共振顯微鏡大大提高了原有核磁共振顯微鏡的靈敏度，這意味著我們將更進一步接近生命的“真相”。相信有了這項技術(shù)，更多物理過程背后的原理機制將被揭示。