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)學診斷和基礎物理研究帶來更好的觀測儀器。

該研究團隊發(fā)表于最近的科學文獻預印本在線數(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)學上的應用。基于同樣的原理，物理學家也能用這一技術研究基本物質(zhì)現(xiàn)象，其中之一就是所謂的“弛豫時間”，即原子核恢復過來并提供大量有關物質(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。核磁共振技術的突破最終還會促進醫(yī)療用磁共振儀發(fā)展。萊頓大學物理學院博士生杰瑪·維格納爾說，如果用這項技術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)微觀粒子所構成，隨著科學技術的進步，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，更多物理過程背后的原理機制將被揭示。