改变形状的磁组件作为高灵敏度的NMR可读纳米探针
G Zabow1, S J Dodd2, A P Koretsky2
11] Laboratory of Functional and Molecular Imaging, National Institute of Neurological Disorders and Stroke, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland 20892, USA [2] Electromagnetics Division, Physical Measurements Laboratory, National Institute of Standards and Technology, Boulder, Colorado 80305, USA.
Nature
|March 18, 2015
概括
研究人员开发了用于深层组织成像的新型射频传感器,克服了光学限制. 这些核磁共振 (NMR) 传感器为各种生物研究应用提供高灵敏度和生物相容性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 分子生物学分子生物学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 光和等离子探针可以可视化细胞过程,但由于光散射和自光,在深层组织成像方面存在局限性.
- 近红外探测器提高了透率,但随着深度的增加,分辨率和灵敏度仍然下降.
- 光学方法缺乏在体内提供深层地下传感的能力.
研究的目的:
- 提出一种在射频频谱中运行的新型传感器设计,克服光学探测器的深度限制.
- 通过使用标准的磁共振成像 (MRI) 设备,使生物组织深处能够进行空间分辨感应.
- 开发可广泛推广的,MRI兼容的,与光学探测器相似的射频类型.
主要方法:
- 设计的无线电频率可定位传感器组件由磁盘组成,间隔由可膨胀的水凝材料.
- 设计的传感器可以在响应刺激时可逆地重新配置,产生取决于几何的动态核磁共振 (NMR) 光谱特征.
- 使用标准磁共振成像 (MRI) 设备进行空间定位和检测传感器.
主要成果:
- 已证明在NMR射频频谱中运行的传感器,信号减弱和扭曲是可以忽略不计的.
- 使用生物相容材料实现了传感器,可在低度下检测,并且表现出响应性NMR光谱变化明显大于传统方法.
- 展示了可以使用标准MRI设备空间定位的传感器,避免了对光学定位的需求.
结论:
- 开发的射频传感器提供了一个非光学,MRI兼容的平台,用于深层地下感应 in vivo.
- 这些可适应,变形的系统可以测量各种环境和生理指标,为研究提供了一种新的探测器类别.
- 该技术为化学,生物,医学和工程研究的光学探头提供了一个广泛普遍化的替代方案.
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