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我国首台近室温超低场核磁共振谱仪研制成功

科普小知识2022-07-13 14:16:57
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核磁共振是检查身体的“利器”,但植入心脏起搏器的患者被“禁止进入”——这是因为核磁共振的高磁场可能会对心脏起搏器造成损害。然而,中国科学家最近开发的超低场核磁共振谱仪很可能在不久的将来解除“禁令”。

该仪器是由中国科学院武汉物理与数学研究所超灵敏磁共振研究小组研制成功的。这是中国第一台近室温(40摄氏度)超低场核磁共振谱仪。该仪器不仅可以用于研究地磁场等自然条件下物质分子的结构信息和动力学,还可以直接检测铁磁性物质如氧化铁磁性纳米粒子等样品,有望在生物和医学领域发挥作用。

核磁共振是一种检测物质分子结构和动力学的技术。检测到的信息需要通过磁共振成像来恢复,这需要核磁共振光谱仪。传统的核磁共振技术使用射频感应线圈来检测磁共振信号。为了获得更高的信号灵敏度,大多数商用核磁共振谱仪正在向高磁场方向发展。然而,强磁场有许多限制。例如,它不能用于心脏起搏器等植入设备。另一个例子是我们所处的地球磁场很弱,这使得传统的核磁共振波谱仪在面对自然环境中的化学样本和生物组织时往往“束手无策”,难以获得可用的信号。

超低场核磁共振谱仪是一种能在极弱磁场下探测磁共振信号的仪器。研究小组的刘博士使用了一种高灵敏度的原子磁力仪来代替传统的射频线圈,这样就可以用光学技术来探测极弱磁场中的磁共振信号。这种仪器不仅能在自然条件下保持灵敏度,还能降低制造成本。同时,它对造影剂的检测准确度高,在医学、生物学等领域有着广阔的应用前景。