RUS ENG

НАМ 20 ЛЕТ!

ГРУППА AMT&C - ФИНАЛИСТ РЕЙТИНГА «ТЕХНОУСПЕХ»


 

 


На пути к получению изображений магнитного резонанса в наномире



18.12.2009

На пути к получению изображений магнитного резонанса в наномире На рис: Схема эксперимента Джона Марона. В центре осциллирующий кантилевер с никелевым магнитом на конце. (Eric Moore)
Ученые из Корнельского университета придумали, как обнаружить магнитные поля отдельных электронов и атомных ядер и успешно провели эксперименты. В будущем ученые надеются получать объемные изображения магнитного резонанса на наноуровне.
Электроны, протоны и нейтроны создают магнитное поле или обладают магнитным моментом - спином. Поэтому во внешнем магнитном поле они выстраиваются по его направлению. Наложение радиочастотного поля заставляет магнитные моменты прецессировать. Устройства, которые используют в медицине для получения изображений магнитного резонанса, определяют электрическое напряжение, наводимое в катушках индуктивности этой прецессией. Для того чтобы получить объемные изображения частей человеческого тела, достаточно нескольких тысяч миллиардов атомов водорода. Но как «увидеть» структуру сложных атомов, например мембранных белков, форма которых играет важную роль в биохимии? Благодаря особой структуре мест связывания, гормоны могут прилипать к клеткам мембраны и посылать сигналы, а вирусы проникают внутрь клетки. К сожалению, даже самые лучшие современные микроскопы не могут показать молекулярную  структуру органических материалов.
Джон Марон (John Marohn) из Корнельского университета вместе с коллегами попытался создать такой инструмент, чтобы он смог «чувствовать» спин отдельного электрона или ядра белка. Для экспериментов они выбрали молекулы нитроксида (N-оксида с неспаренным электроном), растворенных в тонкопленочном полимере. По частоте колебаний кремниевого кантилевера с магнитным наконечником из никеля (в 4 микрона), ученые определили спин неспаренного электрона в нитроксиде. электронов в редкой молекуле нитроксида, которая содержит радикал, или неспаренный электрон. При этом мы добивается чувствительности магнитного резонанса в 400 магнетонов Бора в одногерцовой полосе частот, объясняет Марон.
Исследователи надеются, что в будущем их метод поможет получать изображения магнитного резонанса меток нитроксида, прикрепленных к отдельным белковым молекулам, при субнанометровом разрешении. Наша цель – получить сигнал, тщательно изучить его с помощью непростого алгоритма и в конце получить картинку, объясняет Марон. Для этого надо, по крайней мере, уменьшить магнитный наконечник, добавляет ученый.
Scanned-probe detection of electron spin resonance from a nitroxide spin probe. Eric W. Moore, SangGap Lee, Steven A. Hickman, Sarah J. Wright, Lee E. Harrell, Peter P. Borbat, Jack H. Freed, John A. Marohn. PNAS published online before print December 14, 2009, doi:10.1073/pnas.0908120106
http://www.news.cornell.edu/stories/Dec09/MarohnESR.html

Возврат к списку новостей