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北京11月18日電(記者吳晶晶)記者18日從中科院獲悉,該院武漢物理與數學(xué)研究所超靈敏磁共振研究組,成功研制了中國首臺近室溫(40攝氏度)的超低場(chǎng)核磁共振譜儀,填補了中國自主研發(fā)超低場(chǎng)譜儀的空白,有望在生物、醫學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮作用。
據介紹,核磁共振譜儀被廣泛應用在化學(xué)、材料、生物、物理和臨床醫學(xué)診斷中。傳統核磁共振技術(shù)采用射頻感應線(xiàn)圈來(lái)探測磁共振信號,為了獲得更高的信號靈敏度,目前幾乎所有的商用核磁共振譜儀都在往超導高磁場(chǎng)方向發(fā)展。但高磁場(chǎng)不能用于體內植入器件(如心臟起搏器)人員。同時(shí),由于一般環(huán)境地磁場(chǎng)或更小,而傳統磁共振技術(shù)在地磁場(chǎng)及以下的超低場(chǎng)環(huán)境下難以獲得可用的信號;雖然利用超導量子干涉儀能獲得超低磁場(chǎng)下的信號,但其需要運行在液氦的溫度(約零下269攝氏度)條件下,一定程度上阻礙了生物和醫學(xué)的應用。
中科院研究組劉國賓博士利用高靈敏原子磁力計替代傳統的射頻線(xiàn)圈,從而能通過(guò)光學(xué)技術(shù)探測到極弱磁場(chǎng)下的磁共振信號。原子磁力計可以工作在地磁場(chǎng)環(huán)境下而不犧牲其靈敏性,同時(shí)也不需要超導高磁場(chǎng)運行所必須的低溫技術(shù)和高成本。利用該超低場(chǎng)核磁共振譜儀,研究人員探測到水在比地磁場(chǎng)弱1000倍的磁場(chǎng)下的磁共振信號,比當前主流的商用磁共振譜儀的場(chǎng)強和共振頻率要低2.5億倍。
研究人員介紹,超低場(chǎng)核磁共振譜儀不但可用來(lái)研究物質(zhì)分子在地磁場(chǎng)等自然條件下的結構信息與動(dòng)力學(xué),還能直接探測高場(chǎng)核磁共振譜儀所不能探測的鐵磁性物質(zhì),有望在生物、醫學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮作用,并降低了相關(guān)研究與應用的成本。