Miercuri, 13 februarie 2013.- Oamenii de știință de la Institutul de Științe Fotonice (ICFO) al UPC din Castelldefels (Barcelona) au reușit să dezvolte atomi artificiali pentru a face rezonanțe magnetice în celule la scară moleculară, ceea ce ar putea revoluționa domeniul imagisticii medicale de diagnostic .
Cercetarea, realizată în colaborare cu CSIC și Universitatea Macquarie din Australia, a dezvoltat o tehnică nouă, similară cu imagistica prin rezonanță magnetică, dar cu o rezoluție și o sensibilitate mult mai ridicate, care permite scanarea celulelor individuale.
Lucrarea, care a fost publicată în revista „Nature Nanotech”, a fost condusă de dr. Romain Quidant.
După cum a raportat ICFO, cercetarea a reușit să utilizeze atomi artificiali, particule nanometrice de diamant dopat cu o impuritate a azotului, pentru a putea sonda câmpuri magnetice foarte slabe, precum cele generate în unele molecule biologice.
Imagistica prin rezonanță magnetică convențională înregistrează câmpurile magnetice ale nucleelor atomice ale corpului care au fost anterior excitate de un câmp electromagnetic extern și, în funcție de răspunsul tuturor acestor atomi, evoluția anumitor boli poate fi monitorizată și diagnosticată cu o rezoluție milimetrică.
Cu toate acestea, în rezonanță convențională, obiectele mai mici nu au atomi suficient pentru a observa semnalul de răspuns.
Tehnica inovatoare propusă de ICFO îmbunătățește semnificativ rezoluția la scala nanometrică (de 1.000.000 de ori mai mare decât milimetrul), făcând posibilă măsurarea câmpurilor magnetice foarte slabe, precum cele create de proteine.
"Metoda noastră deschide ușa pentru a putea efectua rezonanțe magnetice pentru celulele izolate, obținând o nouă sursă de informații pentru a înțelege mai bine procesele intracelulare și pentru a diagnostica bolile la această scară", a explicat cercetătorul ICFO Michael Geiselmann.
Până acum, a fost posibilă atingerea acestei rezoluții în laborator, folosind atomi individuali la temperaturi apropiate de zero absolut, în jur de -273 grade Celsius.
Atomii individuali sunt structuri foarte sensibile la mediul lor și au o capacitate mare de a detecta câmpurile electromagnetice din apropiere, dar sunt atât de mici și volatile încât trebuie să fie răcite la temperaturi apropiate de zero absolut pentru a le putea manipula, într-un proces foarte complex care necesită o mediu care face imposibile aplicațiile sale medicale.
Cu toate acestea, atomii artificiali folosiți de echipa lui Quidant sunt formați dintr-o impuritate a azotului capturată în interiorul unui mic cristal de diamant.
"Această impuritate are aceeași sensibilitate ca un atom individual, dar este foarte stabilă la temperatura camerei, datorită încapsulării sale. Această coajă de diamant ne permite să gestionăm impuritatea azotului într-un mediu biologic și, prin urmare, ne permite să scanăm celulele", Quidant a argumentat.
Pentru a putea captura și manipula acești atomi artificiali, cercetătorii folosesc lumina laser, care funcționează ca o clemă capabilă să le direcționeze deasupra suprafeței obiectului de studiat și astfel să primească informații de la micile câmpuri magnetice care îl compun.
Apariția acestei noi tehnici ar putea revoluționa domeniul imagisticii medicale de diagnosticare, deoarece optimizează substanțial sensibilitatea analizei clinice și, prin urmare, îmbunătățește posibilitatea depistării bolilor mai devreme și tratarea acestora mai cu succes.
Tag-Uri:
Regenerare Nutriție Sănătate
Cercetarea, realizată în colaborare cu CSIC și Universitatea Macquarie din Australia, a dezvoltat o tehnică nouă, similară cu imagistica prin rezonanță magnetică, dar cu o rezoluție și o sensibilitate mult mai ridicate, care permite scanarea celulelor individuale.
Lucrarea, care a fost publicată în revista „Nature Nanotech”, a fost condusă de dr. Romain Quidant.
După cum a raportat ICFO, cercetarea a reușit să utilizeze atomi artificiali, particule nanometrice de diamant dopat cu o impuritate a azotului, pentru a putea sonda câmpuri magnetice foarte slabe, precum cele generate în unele molecule biologice.
Imagistica prin rezonanță magnetică convențională înregistrează câmpurile magnetice ale nucleelor atomice ale corpului care au fost anterior excitate de un câmp electromagnetic extern și, în funcție de răspunsul tuturor acestor atomi, evoluția anumitor boli poate fi monitorizată și diagnosticată cu o rezoluție milimetrică.
Cu toate acestea, în rezonanță convențională, obiectele mai mici nu au atomi suficient pentru a observa semnalul de răspuns.
Tehnica inovatoare propusă de ICFO îmbunătățește semnificativ rezoluția la scala nanometrică (de 1.000.000 de ori mai mare decât milimetrul), făcând posibilă măsurarea câmpurilor magnetice foarte slabe, precum cele create de proteine.
"Metoda noastră deschide ușa pentru a putea efectua rezonanțe magnetice pentru celulele izolate, obținând o nouă sursă de informații pentru a înțelege mai bine procesele intracelulare și pentru a diagnostica bolile la această scară", a explicat cercetătorul ICFO Michael Geiselmann.
Până acum, a fost posibilă atingerea acestei rezoluții în laborator, folosind atomi individuali la temperaturi apropiate de zero absolut, în jur de -273 grade Celsius.
Atomii individuali sunt structuri foarte sensibile la mediul lor și au o capacitate mare de a detecta câmpurile electromagnetice din apropiere, dar sunt atât de mici și volatile încât trebuie să fie răcite la temperaturi apropiate de zero absolut pentru a le putea manipula, într-un proces foarte complex care necesită o mediu care face imposibile aplicațiile sale medicale.
Cu toate acestea, atomii artificiali folosiți de echipa lui Quidant sunt formați dintr-o impuritate a azotului capturată în interiorul unui mic cristal de diamant.
"Această impuritate are aceeași sensibilitate ca un atom individual, dar este foarte stabilă la temperatura camerei, datorită încapsulării sale. Această coajă de diamant ne permite să gestionăm impuritatea azotului într-un mediu biologic și, prin urmare, ne permite să scanăm celulele", Quidant a argumentat.
Pentru a putea captura și manipula acești atomi artificiali, cercetătorii folosesc lumina laser, care funcționează ca o clemă capabilă să le direcționeze deasupra suprafeței obiectului de studiat și astfel să primească informații de la micile câmpuri magnetice care îl compun.
Apariția acestei noi tehnici ar putea revoluționa domeniul imagisticii medicale de diagnosticare, deoarece optimizează substanțial sensibilitatea analizei clinice și, prin urmare, îmbunătățește posibilitatea depistării bolilor mai devreme și tratarea acestora mai cu succes.
