Recientemente, el Instituto de Ciencia e innovación tecnológica de medición de precisión de la Academia China de ciencias, en colaboración con la Universidad de Wuhan y otras unidades, ha desarrollado un nuevo método de mejora de la señal de resonancia magnética de gas en soluciones acuáticas, que puede mejorar significativamente la señal de resonancia magnética de gas en soluciones acuáticas, mejorando así la sensibilidad de detección molecular de resonancia magnética. Los resultados de la investigación fueron publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences (pnas).
Como una importante tecnología de análisis e imagen médica, la espectrometría e imagen por resonancia magnética (nmr / rm) se ha utilizado ampliamente en la detección de tejidos líquidos, sólidos y biológicos, convirtiéndose en una tecnología de imagen que muestra la estructura y función del cuerpo humano en estado vivo, que puede imágenes de órganos sólidos sin radiación y sin restricciones de profundidad de imagen. Sin embargo, para los pulmones, la tecnología tradicional de resonancia magnética (resonancia magnética 1h) es difícil de lograr la imagen de gas en los alvéolos pulmonares, por lo que los pulmones se han convertido en un "punto ciego" para la detección tradicional de resonancia magnética.
La resonancia magnética de gas puede compensar las deficiencias de la resonancia magnética tradicional. El Grupo de investigación Zhou Xin del Instituto de medición de precisión ha mejorado la señal de resonancia magnética de gas 129xe más de 50000 veces a través de la tecnología de hiperpolarización, y se ha aplicado a la detección de la estructura y función pulmonar humana, iluminando con éxito los pulmones. Esta técnica no es invasiva y tiene la ventaja de otras técnicas * En el diagnóstico y evaluación terapéutica de enfermedades pulmonares importantes. Sin embargo, la resonancia magnética 129xe se utilizó directamente para la detección de biosistemas sin especificidad. En los últimos años, se han desarrollado una serie de "jaulas" moleculares en la parte superior, que pueden combinar átomos 129xe, dándole la capacidad de detectar la especificidad de la resonancia magnética 129xe superpolarizada. Sin embargo, estas "jaulas" moleculares tienen una mala solubilidad en agua, y la señal débil de 129xe en la "jaula", mejorar la intensidad de la señal de 129xe en la "jaula" es un gran desafío en este campo.
En el estudio, el investigador * propuso el material de esqueleto orgánico metálico de estabilidad del agua (mof) - ZIF - 8 como una "jaula" nanométrica de 129xe para cargar 129xe, lo que puede aumentar efectivamente la concentración de 129xe en la "jaula" en soluciones acuáticas, utilizando el instrumento científico de resonancia magnética de gas superpolarizado desarrollado independientemente por el Grupo de investigación, mejorando significativamente la señal de resonancia magnética de 129xe en la "jaula" en soluciones acuáticas, 200 veces más que la señal de resonancia magnética de 129xe en la "jaula" molecular tradicional, logrando un avance importante en el campo de la imagen molecular de resonancia magnética de 129xe superpolarizada. Además, debido a que se rompe la barrera de la intensidad de la señal Xe en la "jaula", el intercambio químico entre esta señal y la señal en la sangre se puede utilizar en pruebas biológicas para amplificar la señal débil en la sangre, mejorando así la sensibilidad de la detección molecular en la sangre.
El método se llama "hyperolalized Xe signal Advantage by Metal - organizatic Framework entrapment (hyper - same)". Hyper - Same se puede combinar con la tecnología Hyper - SAGE (pnas, 2009) inventada anteriormente por los autores para optimizar y ampliar aún más la señal de resonancia magnética de 129xe. Este estudio mejora significativamente la sensibilidad y resolución de la resonancia magnética de gas en soluciones acuáticas, lo que representa un paso adelante hacia la detección dirigida de alta sensibilidad como herramienta principal de la biomedicina.
Zeng qingbin, doctor del Instituto de medición de precisión, y Bei binglin, doctor de la Universidad de wuhan, son coautores, Zhou xin, Guo qianni, investigador del Instituto de medición de precisión, y Deng hexiang, Profesor de la Universidad de wuhan, son coautores. El estudio cuenta con el apoyo del Ministerio de Ciencia y tecnología, la Fundación Nacional de ciencias naturales de China y la Academia China de ciencias.