Kürzlich hat das Institut für Präzisionsmesswissenschaft und Technologie in Zusammenarbeit mit Einheiten wie der Universität von Wuhan eine neue Methode zur Verbesserung des Magnetresonanzsignals von Gasen in einer Wasserlösung entwickelt, die das Magnetresonanzsignal von Gasen in einer Wasserlösung erheblich verbessern kann, um die Empfindlichkeit der Detektion von Magnetresonanzmolekulen zu verbessern. Die Ergebnisse wurden im Journal of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.
Magnetresonanzspektrum und Bildgebung (NMR / MRT) als eine wichtige Analyse und medizinische Bildgebungstechnik, wurde weit verbreitet in flüssigen, festen, biologischen Gewebe zu erkennen, zu einer Bildgebungstechnik, die die menschliche Struktur und Funktion im lebenden Zustand anzeigt, kann die Bildgebung physischer Organe, und keine Strahlung, keine Bildgebungstiefenbeschränkung. Für die Lunge ist es jedoch schwierig, die herkömmliche Magnetresonanztomographie (1H MRT) zu erreichen, um Gase in den Lungenblöcken zu bilden, so dass die Lunge zu einer "blinden Zone" für herkömmliche Magnetresonanztests wird.
Gasmagnetische Resonanz kann die Mängel der herkömmlichen Magnetresonanz kompensieren. Die Studiengruppe Zhou Xin des Präzisionsinstituts hat das Magnetresonanzsignal des 129Xe-Gases über 50.000 Mal durch die Ultrapolarisierungstechnologie verstärkt und wurde auf die Erkennung der Lungenstruktur und -funktion des menschlichen Körpers angewendet, um die Lunge erfolgreich zu "beleuchten". Diese Technik ist nicht invasiv und hat Vorteile gegenüber anderen Technologien* bei der Diagnose und Behandlung von schwerwiegenden Lungenerkrankungen. Es gibt jedoch keine Spezifikation, die 129Xe-Magnetresonanz direkt für die Detektion von Biosystemen zu verwenden. In den letzten Jahren wurde eine Reihe molekularer "Käfige" entwickelt, die 129Xe-Atome binden können, um die Fähigkeit zu geben, 129Xe-Magnetresonanzspezifizitäten zu erkennen. Aber diese molekularen "Käfige" haben eine schlechte Wasserlöslichkeit, das Problem der schwachen Signalstärke von 129Xe im "Käfig" und die Verbesserung der Signalstärke von 129Xe im "Käfig" ist eine große Herausforderung in diesem Bereich.
In dieser Studie haben die Forscher * vorgeschlagen, dass das Metall-organisches Skelettmaterial (MOF) - ZIF-8 als Nano-Käfig von 129Xe verwendet wird, um 129Xe zu laden, kann die Konzentration von 129Xe in der Wasserlösung "Käfig" effektiv erhöhen, das Magnetresonanzsignal von 129Xe in der Wasserlösung "Käfig" erheblich verbessert werden, als das Magnetresonanzsignal von 129Xe in dem herkömmlichen Molekül "Käfig" 200-mal höher ist, was einen wichtigen Durchbruch im Bereich des Magnetresonanzbebildens von 129Xe erreicht hat. Darüber hinaus kann der chemische Austausch zwischen dem Signal und dem Signal im Blut im biologischen Test verwendet werden, um das schwache Signal im Blut zu verstärken und somit die Empfindlichkeit der molekularen Detektion im Blut zu erhöhen, da die Barriere der Xe-Signalstärke im "Käfig" durchbrochen wird.
Diese Methode wird als Hyperpolarized Xe Signal Advancement by Metal-organic framework Entrapment (Hyper-SAME) bezeichnet. Hyper-SAME kann in Kombination mit der zuvor von den Autoren erfundenen Hyper-SAGE-Technologie (PNAS, 2009) das Magnetresonanzsignal von 129Xe weiter optimieren und verstärken. Diese Studie erhöhte die Empfindlichkeit und Auflösung der Gasmagnetresonanz in der Wasserlösung deutlich und stellt einen Schritt in Richtung hochempfindlicher Zieldetektion dar.
Dr. Zhang Qingbin vom Präzisionsinstitut und Dr. Beibinglin von der Universität von Wuhan sind Co-Autoren, und die Forscher Zhou Xin, Guo Xiyi und Professor Deng Hexiang von der Universität von Wuhan sind Co-Autoren der Kommunikation. Die Studie wurde vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie, dem Ausschuss des Nationalen Naturwissenschaftlichen Fonds und der Akademie der Chinesischen Wissenschaften unterstützt.