رویکرد تحلیلی جدید تشخیص تصویربرداری با تشدید مغناطیسی را در مناطق قبلا “نامرئی” بهبود می بخشد


اعتبار: دامنه عمومی Pixabay / CC0

تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) که برای اولین بار در اواسط قرن بیستم مورد استفاده قرار گرفت ، از آن زمان به یک روش ضروری برای مطالعه مواد به اتمهای آنها ، آشکار سازی ساختار مولکولی و سایر جزئیات بدون دخالت در ماده

سونگی خان ، استاد شیمی در سانتا باربارا در دانشگاه کالیفرنیا ، گفت: “این یک روش گسترده در تجزیه و تحلیل شیمیایی ، توصیف مواد ، MRI است – شرایطی که شما تجزیه و تحلیل غیر تهاجمی انجام می دهید ، اما با جزئیات اتمی و مولکولی.” دانشمندان با قرار دادن یک نمونه در یک میدان مغناطیسی قوی و سپس کاوش آن با امواج رادیویی ، می توانند ساختار مولکولی ماده را از واکنش هسته های ارتعاشی موجود در اتمهای ماده تعیین کنند.

هان گفت: “مشکل MRI این است که چون این یک تکنیک کم انرژی است ، بسیار حساس نیست.” “این بسیار دقیق است ، اما سیگنال زیادی دریافت نمی کنید.” در نتیجه ، ممکن است مقادیر زیادی مواد نمونه در مقایسه با سایر تکنیک ها مورد نیاز باشد ، و ضعف عمومی سیگنال ها باعث می شود MRI برای مطالعه فرایندهای شیمیایی پیچیده از ایده آل باشد.

یک روش برای بهبود این وضعیت در قطبش هسته ای پویا (DNP) نهفته است ، یک روش محبوب که در آن انرژی توسط الکترونهای مجاور “گرفته می شود” تا سیگنال ساطع شده از هسته ها را تقویت کند.

هان توضیح داد: “الکترون ها انرژی بسیار بالاتری نسبت به هسته ها دارند.” قطبش این الکترونهای جفت نشده که در مولکولهای “رادیکال” ویژه طراحی شده اند ، برای بهبود سیگنال آنها به هسته منتقل می شود.

با وجود اینکه موضوع موضوعی داغ در دهه گذشته داغ شده است ، با این حال هان معتقد است که ما هنوز فقط سطح را می خراشیم.

هان گفت: “اگرچه DNP چشم انداز MRI ​​را به طور بنیادی تغییر داد ، اما در پایان روز فقط تعداد اندکی از عوامل قطبشنده طراحی استفاده شد.” “برای قطب بندی هسته های هیدروژن از یک عامل قطبی استفاده شده است ، اما قدرت DNP بیشتر از آن است. به طور کلی ، بسیاری از منابع دیگر چرخش الکترون می توانند بسیاری از انواع دیگر چرخش هسته ای را قطبی کنند.”

در مقاله ای که در مجله منتشر شده است شیمی، خان و همکارانش با اولین نمایش قطبش هسته ای پویا با استفاده از وانادیوم فلز گذار (IV) مرزهای MRI را گسترش دادند. به گفته هان ، رویکرد جدید آنها – “طیف سنجی فوق العاده ریز DNP” – نگاهی اجمالی به ماده شیمیایی محلی مبهم در اطراف فلزات انتقالی دارد که برای فرآیندهایی مانند تجزیه و تحلیل و واکنش های اکسیداسیون احیا important مهم هستند.

هان گفت ، “ما هم اكنون قادر به استفاده از فلزات درون زا كه در كاتاليزورها و بسياري از مواد مهم ديگر هستند ، استفاده كنيم” ، بدون اينكه نياز به افزودن عوامل قطبي – اين مولكول هاي راديكال باشد – براي توليد سيگنال NMR قويتر ، گفت:

هان توضیح داد که کنایه از فلزات انتقالی مانند وانادیوم و مس این است که این اتم ها تمایل دارند مراکز عملکردی باشند – مکان هایی که شیمی مهم در آنها اتفاق می افتد.

وی گفت: “تجزیه و تحلیل هر دو این مراکز عمل و مراکز عملکردی بسیار دشوار است (با NMR) زیرا تمایل به نامرئی شدن دارند.” وی توضیح داد که اسپیرونهای الکترونی در فلز گذار مدت زمان سیگنال NMR را کاهش می دهند و باعث می شود قبل از شناسایی آنها ناپدید شوند.

هان گفت ، این اولین بار نیست که شیمی در اطراف فلزات انتقالی مشاهده می شود ، با استناد به مطالعات انجام شده در مورد محیط شیمیایی گادولینیوم و منگنز. اما ابزاری که از نظر تجاری در این مطالعات استفاده شده است “دید بسیار محدودی” را ارائه می دهد.

وی گفت: “اما تعداد بسیار بیشتری از فلزات وجود دارد که از اهمیت بیشتری برای شیمی برخوردار هستند.” “بنابراین ما تجهیزات تولید و بهینه سازی شده ای داریم که دامنه فرکانس را از یک محدوده بسیار محدود از ابزار تجاری به یک دامنه بسیار گسترده تر بهبود می بخشد.”

محققان همچنین با طیف سنجی بسیار ریز DNP خود دریافتند که این سیگنال واقعاً در ناحیه خاصی از فلز که مانع انتشار چرخش نامیده می شود ، پاک می شود ، اما اگر هسته ها در خارج از آن منطقه قرار داشته باشند ، سیگنال قابل مشاهده می شود.

هان با بیان اینکه “روش هایی برای سبک سازی این محیط وجود دارد ، اما شما باید بدانید که چگونه و چرا” ، Sheetal Kumar Jain از دانشگاه سانتا باربارا و چونگ-جوی یو از دانشگاه نورث وسترن ، نویسندگان روزنامه ، به تحقیق و اجرای آن ادامه خواهند داد. هنگامی که آنها شغل علمی و تحقیقاتی خود را دنبال می کنند ، یک روش جدید است.


هدف این مدل جدید محاسباتی این است که تصویربرداری رزونانس مغناطیسی را به ابزاری قدرتمندتر برای محققان تبدیل کند


اطلاعات بیشتر:
Sheetal Kumar Jain و همکاران قطبش هسته ای پویا با مراکز فلزی وانادیوم (IV) ، شیمی (2020) DOI: 10.1016 / j.chempr.2020.10.021

اطلاعات مجله:
شیمی

تهیه شده توسط دانشگاه کالیفرنیا ، سانتا باربارا

نقل قول: رویکرد تحلیلی جدید تشخیص تصویربرداری تشدید مغناطیسی را در مناطق قبلاً “نامرئی” بهبود می بخشد (2020 ، 16 نوامبر) ، در 16 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-analytic بازیابی می شود – روش-تشدید مغناطیسی-هسته ای .html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*