《科技日报》——武汉物数所成功研制首台近室温超低场核磁共振谱仪

        科技日报讯 (记者吴佳珅)记者日前从中科院获悉,中科院武汉物理与数学研究所周欣研究员带领的超灵敏磁共振研究组,成功研制了我国首台近室温(40摄氏度)的超低场核磁共振谱仪。该设备不但可用来研究物质分子在地磁场等自然条件下的结构信息与动力学,还能直接探测高场核磁共振谱仪所不能探测的铁磁性物质如氧化铁磁纳米粒子等样品,有望在生物、医学等领域发挥作用。

  传统核磁共振技术采用射频感应线圈来探测磁共振信号,为获得更高的信号灵敏度,目前几乎所有的商用核磁共振谱仪都在往超导高磁场方向发展。但是高磁场不能用于体内植入器件(如心脏起搏器)人员,同时,通常化学样品和生物组织的真实环境是地磁场或更小,在该环境下,传统磁共振技术难以获得可用的信号。

  该研究组刘国宾博士利用高灵敏原子磁力计替代传统的射频线圈,能通过光学技术探测到极弱磁场下的磁共振信号。原子磁力计可以工作在地球磁场环境下而不牺牲其灵敏性,同时也不需要超导高磁场运行所必须的低温技术和高成本。利用该基于原子磁力计的超低场核磁共振谱仪,研究人员探测到水在比地磁场弱1000倍的磁场下(47nT)的磁共振信号(2Hz),这比当前主流的商用磁共振谱仪(如500M Hz,11.7T)的场强和共振频率要低2.5亿倍。此外,该超低场核磁共振谱仪还能探测到造影剂对水质子的弛豫增强率,并达到很高的精度。

  中科院武汉物理与数学研究所在磁共振仪器研制方面有长期技术攻关经验,前期已成功研制具有自主知识产权的300—500MHz高磁场核磁共振波谱仪,目前正在进行产业化;而超低场核磁共振谱仪的研制成功,填补了我国在自主研发超低场谱仪的空白。相关仪器研制的结果发表在近期出版的《磁共振杂志》上。该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院百人计划的支持。

原载于《科技日报》2013年11月24日头版; 原标题:我成功研制首台近室温超低场核磁共振谱仪 。

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