磁気共鳴は細胞に到達する

-2013年2月13日水曜日。-カステルデフェルス（バルセロナ）のUPCの光科学研究所（ICFO）の科学者は、分子スケールで細胞の磁気共鳴を行う人工原子を開発し、医療診断イメージングの分野に革命をもたらしました。 。

この研究は、CSICおよびオーストラリアのマッコーリー大学と共同で行われ、磁気共鳴画像法に似ていますが、個々の細胞をスキャンできる非常に高い解像度と感度を備えた新しい技術を開発しました。

ジャーナル「Nature Nanotech」に掲載されたこの作品は、ロマン・クイダント博士が率いています。

ICFOが報告したように、研究は人工原子、窒素不純物を含むドープされたダイヤモンドのナノメートル粒子を使用して、いくつかの生体分子で生成されるような非常に弱い磁場をプローブすることができました。

従来の磁気共鳴画像法は、外部電磁場によって以前に励起された身体の原子核の磁場を記録し、これらすべての原子の応答に応じて、特定の疾患の進展をミリメートルの解像度で監視および診断できます。

ただし、従来の共振では、小さいオブジェクトには応答信号を観察するのに十分な原子がありません。

ICFOによって提案された革新的な技術は、ナノメートルスケール（ミリメートルの1, 000, 000倍）の分解能を大幅に向上させ、タンパク質によって生成されるような非常に弱い磁場を測定することを可能にします。

「私たちの方法は、孤立した細胞に磁気共鳴を実行し、細胞内プロセスをよりよく理解し、この規模で疾患を診断するための新しい情報源を取得するための扉を開きます」と、ICFOの研究者Michael Geiselmannは説明しました。

これまでは、絶対零度に近い温度（摂氏約-273度）で個々の原子を使用して、実験室でその解像度に到達することしかできませんでした。

個々の原子は環境に非常に敏感な構造であり、近くの電磁場を検出する能力が非常に高いですが、非常に小さく揮発性であるため、原子を操作するために絶対零度に近い温度まで冷却する必要があり、非常に複雑なプロセスでその可能な医療用途を実行不可能にする環境。

ただし、Quidantのチームが使用する人工原子は、小さなダイヤモンド結晶内に捕捉された窒素不純物によって形成されます。

「この不純物は個々の原子と同じ感度を持ちますが、カプセル化により室温で非常に安定しています。このダイヤモンドシェルにより、生物学的環境で窒素不純物を処理できるため、細胞をスキャンできます」、クイダントは主張した。

これらの人工原子をトラップして操作できるようにするため、研究者はレーザー光を使用します。レーザー光は、研究対象の表面上に原子を向けることができるクランプとして機能し、それを構成する小さな磁場から情報を受け取ります。

この新しい技術の出現は、臨床分析の感度を大幅に最適化するため、医療診断イメージングの分野に革命をもたらす可能性があります。したがって、病気を早期に発見し、治療を成功させる可能性が向上します。


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