Keskiviikko 13. helmikuuta 2013.- UPC: n fotoniikan instituutin (ICFO) tutkijat Castelldefelsissä (Barcelona) ovat onnistuneet kehittämään keinotekoisia atomeja solujen magneettikuvauksen tekemiseksi molekyyliskaalassa, mikä voisi mullistaa lääketieteellisen diagnostiikan kuvantamisen kentän .
Yhteistyössä CSIC: n ja Australian Macquarie -yliopiston kanssa on kehitetty uusi tekniikka, joka on samanlainen kuin magneettikuvaus, mutta jolla on paljon suurempi resoluutio ja herkkyys, joka mahdollistaa yksittäisten solujen skannaamisen.
Työtä, joka on julkaistu lehdessä "Nature Nanotech", on johtanut tohtori Romain Quidant.
Kuten ICFO on ilmoittanut, tutkimuksessa on onnistuttu käyttämään keinotekoisia atomeja, seostetun timantin nanometrisiä hiukkasia, joilla on typen epäpuhtaus, jotta pystyt koettamaan erittäin heikot magneettikentät, kuten ne, joita syntyy joissakin biologisissa molekyyleissä.
Tavanomainen magneettikuvaus kuvaa kehon atomiytimien magneettikenttiä, jotka on aikaisemmin virittänyt ulkoisella sähkömagneettisella kentällä, ja näiden kaikkien atomien vasteen mukaan tiettyjen sairauksien kehittymistä voidaan tarkkailla ja diagnosoida millimetrin tarkkuudella.
Kuitenkin tavanomaisessa resonanssissa pienemmillä esineillä ei ole tarpeeksi atomeja tarkkailemaan vastesignaalia.
ICFO: n ehdottama innovatiivinen tekniikka parantaa merkittävästi resoluutiota nanometriseen mittakaavaan saakka (1 000 000 kertaa suurempi kuin millimetri), mikä tekee mahdolliseksi mitata erittäin heikkoja magneettikenttiä, kuten proteiinien luomat.
"Menetelmämme avaa oven mahdollisuuden suorittaa magneettikuvauksia eristetyille soluille, jolloin saadaan uusi tietolähde ymmärtää paremmin solunsisäisiä prosesseja ja diagnosoida sairauksia tällä mittakaavalla", selitti ICFO: n tutkija Michael Geiselmann.
Tähän asti tämä resoluutio oli mahdollista saavuttaa vain laboratoriossa käyttämällä yksittäisiä atomeja lämpötiloissa, jotka olivat lähellä absoluuttista nollaa, noin -273 astetta.
Yksittäiset atomit ovat rakenteita, jotka ovat erittäin herkkiä ympäristölleen ja joilla on suuri kyky havaita lähellä olevia sähkömagneettisia kenttiä, mutta ne ovat niin pieniä ja haihtuvia, että ne on jäähdytettävä absoluuttisen nollan lämpötilaan niiden manipuloimiseksi erittäin monimutkaisessa prosessissa, joka vaatii ympäristö, joka tekee sen mahdolliset lääketieteelliset sovellukset mahdottomiksi.
Quidantin joukkueen käyttämät keinotekoiset atomit muodostuvat kuitenkin typpiepäpuhtaudesta, joka on vangittu pieneen timanttikiteeseen.
"Tällä epäpuhtaudella on sama herkkyys kuin yksittäisellä atomilla, mutta se on kapselinsa ansiosta erittäin vakaa huoneenlämpötilassa. Tämä timanttikuori antaa meille mahdollisuuden käsitellä typen epäpuhtauksia biologisessa ympäristössä ja antaa siksi mahdollisuuden skannata soluja", Quidant on väittänyt.
Näiden keinotekoisten atomien vangitsemiseen ja manipulointiin tutkijat käyttävät laservaloa, joka toimii puristimena, joka pystyy ohjaamaan niitä tutkittavan kohteen pinnan yläpuolelle ja saamaan siten tietoa pienistä magneettikentistä, jotka muodostavat sen.
Tämän uuden tekniikan ulkonäkö voi mullistaa lääketieteellisen diagnostisen kuvantamiskentän, koska se optimoi olennaisesti kliinisen analyysin herkkyyden ja parantaa siten mahdollisuutta havaita sairauksia aikaisemmin ja hoitaa niitä menestyvämmin.
Lähde:
Tunnisteet:
Uutiset Wellness Perhe
Yhteistyössä CSIC: n ja Australian Macquarie -yliopiston kanssa on kehitetty uusi tekniikka, joka on samanlainen kuin magneettikuvaus, mutta jolla on paljon suurempi resoluutio ja herkkyys, joka mahdollistaa yksittäisten solujen skannaamisen.
Työtä, joka on julkaistu lehdessä "Nature Nanotech", on johtanut tohtori Romain Quidant.
Kuten ICFO on ilmoittanut, tutkimuksessa on onnistuttu käyttämään keinotekoisia atomeja, seostetun timantin nanometrisiä hiukkasia, joilla on typen epäpuhtaus, jotta pystyt koettamaan erittäin heikot magneettikentät, kuten ne, joita syntyy joissakin biologisissa molekyyleissä.
Tavanomainen magneettikuvaus kuvaa kehon atomiytimien magneettikenttiä, jotka on aikaisemmin virittänyt ulkoisella sähkömagneettisella kentällä, ja näiden kaikkien atomien vasteen mukaan tiettyjen sairauksien kehittymistä voidaan tarkkailla ja diagnosoida millimetrin tarkkuudella.
Kuitenkin tavanomaisessa resonanssissa pienemmillä esineillä ei ole tarpeeksi atomeja tarkkailemaan vastesignaalia.
ICFO: n ehdottama innovatiivinen tekniikka parantaa merkittävästi resoluutiota nanometriseen mittakaavaan saakka (1 000 000 kertaa suurempi kuin millimetri), mikä tekee mahdolliseksi mitata erittäin heikkoja magneettikenttiä, kuten proteiinien luomat.
"Menetelmämme avaa oven mahdollisuuden suorittaa magneettikuvauksia eristetyille soluille, jolloin saadaan uusi tietolähde ymmärtää paremmin solunsisäisiä prosesseja ja diagnosoida sairauksia tällä mittakaavalla", selitti ICFO: n tutkija Michael Geiselmann.
Tähän asti tämä resoluutio oli mahdollista saavuttaa vain laboratoriossa käyttämällä yksittäisiä atomeja lämpötiloissa, jotka olivat lähellä absoluuttista nollaa, noin -273 astetta.
Yksittäiset atomit ovat rakenteita, jotka ovat erittäin herkkiä ympäristölleen ja joilla on suuri kyky havaita lähellä olevia sähkömagneettisia kenttiä, mutta ne ovat niin pieniä ja haihtuvia, että ne on jäähdytettävä absoluuttisen nollan lämpötilaan niiden manipuloimiseksi erittäin monimutkaisessa prosessissa, joka vaatii ympäristö, joka tekee sen mahdolliset lääketieteelliset sovellukset mahdottomiksi.
Quidantin joukkueen käyttämät keinotekoiset atomit muodostuvat kuitenkin typpiepäpuhtaudesta, joka on vangittu pieneen timanttikiteeseen.
"Tällä epäpuhtaudella on sama herkkyys kuin yksittäisellä atomilla, mutta se on kapselinsa ansiosta erittäin vakaa huoneenlämpötilassa. Tämä timanttikuori antaa meille mahdollisuuden käsitellä typen epäpuhtauksia biologisessa ympäristössä ja antaa siksi mahdollisuuden skannata soluja", Quidant on väittänyt.
Näiden keinotekoisten atomien vangitsemiseen ja manipulointiin tutkijat käyttävät laservaloa, joka toimii puristimena, joka pystyy ohjaamaan niitä tutkittavan kohteen pinnan yläpuolelle ja saamaan siten tietoa pienistä magneettikentistä, jotka muodostavat sen.
Tämän uuden tekniikan ulkonäkö voi mullistaa lääketieteellisen diagnostisen kuvantamiskentän, koska se optimoi olennaisesti kliinisen analyysin herkkyyden ja parantaa siten mahdollisuutta havaita sairauksia aikaisemmin ja hoitaa niitä menestyvämmin.
Lähde:
