新型核磁共振顯微鏡誕生靈敏度可提高1000倍

據荷蘭萊頓大學官網最新消息，該校研究人員開發出一種新型核磁共振顯微鏡（NMR），比現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，有望為醫學診斷和基礎物理研究帶來更好的觀測儀器。

什么是核磁共振？

核磁共振是磁矩不為零的原子核，在外磁場作用下自旋能級發生塞曼分裂，共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過程。核磁共振波譜學是光譜學的一個分支，其共振頻率在射頻波段，相應的躍遷是核自旋在核塞曼能級上的躍遷。

核磁共振應用：核磁共振成像（MRI）檢查已經成為一種常見的影像檢查方式，核磁共振成像作為一種新型的影像檢查技術，不會對人體健康有影響，但六類人群不適宜進行核磁共振檢查：即使安裝心臟起搏器的人、有或疑有眼球內金屬異物的人、動脈瘤銀夾結扎術的人、體內金屬異物存留或金屬假體的人、有生命危險的危重病人、幽閉恐懼癥患者等。不能把監護儀器、搶救器材等帶進核磁共振檢查室。另外，懷孕不到3個月的孕婦，最好也不要做核磁共振檢查。

該研究團隊發表于最近的科學文獻預印本在線數據庫網站上的論文指出，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生自己的磁場。如果膝蓋受了傷，醫生會通過磁共振儀（MRI）查看關節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隨后發出特定的射頻電波通過膝蓋，使某些軸發生翻轉，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，能為醫生提供精確的膝蓋圖像。

磁共振儀是核磁共振在醫學上的應用?；谕瑯拥脑?，物理學家也能用這一技術研究基本物質現象，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，特殊系統在極冷條件下表現的奇怪行為。核磁共振技術的突破最終還會促進醫療用磁共振儀發展。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里的。（記者常麗君）

總編輯圈點

我們的身體和物質世界的一切是由無數微觀粒子所構成，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，讓我們了解生命的本質，并幫助我們遠離一些病痛。這一次，荷蘭研究人員開發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。

原文出處來自：http://news.xinhuanet.com/tech/2016-07/19/c_129157539.htm

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