Récemment, l'Institut de l'innovation scientifique et technologique de mesure de précision de l'Académie chinoise des sciences a coopéré avec des unités telles que l'Université de Wuhan pour développer une nouvelle méthode d'amélioration du signal de résonance magnétique du gaz dans la solution aqueuse, qui peut améliorer considérablement le signal de résonance magnétique du gaz dans la solution aqueuse, améliorant ainsi la sensibilité de détection moléculaire de résonance magnétique. Les résultats ont été publiés dans Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
La spectroscopie et l'imagerie par résonance magnétique (RMN / IRM) en tant que technologie d'analyse et d'imagerie médicale importante, a été largement utilisée dans la détection de tissus liquides, solides et biologiques, devenant une technologie d'imagerie pour afficher la structure et la fonction du corps humain à l'état vivant, peut Imager des organes solides, et il n'y a pas de rayonnement, pas de limite de profondeur d'imagerie. Cependant, pour les poumons, les techniques traditionnelles d'imagerie par résonance magnétique (IRM 1H) rendent difficile l'imagerie du gaz à l'intérieur des alvéoles, de sorte que les poumons deviennent une « zone aveugle» pour la détection par résonance magnétique traditionnelle.
La résonance magnétique du gaz peut compenser les lacunes de la résonance magnétique traditionnelle. Le Groupe Zhou Xin de l'Institut de mesure de précision a amélioré le signal de résonance magnétique du gaz 129xe de plus de 50 000 fois grâce à la technologie d'hyperpolarisation et a été appliqué à la détection de la structure et de la fonction des poumons humains pour "éclairer" avec succès les poumons. Cette technique n'est pas invasive et présente les avantages d'autres techniques * en termes de diagnostic et d'évaluation thérapeutique des maladies pulmonaires majeures. Cependant, il n'y a aucune spécificité à utiliser la résonance magnétique 129xe directement pour la détection de systèmes biologiques. Au cours des dernières années, une série de « cages» moléculaires ont été développées, capables de lier des atomes 129xe, donnant à la super polarisation 129xe la capacité de détection spécifique par résonance magnétique. Mais, ces molécules "cages" ont tous une mauvaise solubilité dans l'eau, le problème de la faiblesse du signal 129xe à l'intérieur de la "cage", l'amélioration de la force du signal 129xe à l'intérieur de la "cage" est un grand défi dans ce domaine.
Dans l'étude, les chercheurs * ont proposé un matériau de squelette organométallique (MOF) de stabilité de l'eau - ZIF - 8 en tant que Nano "cage" de 129xe pour charger 129xe, peut effectivement augmenter la concentration de 129xe dans la "cage" dans la solution aqueuse, en utilisant le Groupe de sujets développé indépendamment Instrument scientifique de résonance magnétique gazeuse hyperpolarisée, a considérablement amélioré le signal de résonance magnétique de 129xe dans la "cage" dans la solution aqueuse, que le signal de résonance magnétique de 129xe dans la "cage" moléculaire traditionnelle a augmenté de 200 fois, réalisant une percée importante dans le domaine de l'imagerie moléculaire de résonance magnétique hyperpolarisée 129xe. En outre, grâce à la percée de la barrière de la force du signal Xe à l'intérieur de la « cage», l'échange chimique entre ce signal et le signal dans le sang peut être exploité dans les tests biologiques pour amplifier les signaux faibles dans le sang, augmentant ainsi la sensibilité de la détection moléculaire dans le sang.
Cette méthode est nommée hyperpolarized Xe signal Advancement by Metal - Organic Framework Entrapment (hyper - same). Hyper - same peut être combiné avec la technologie hyper - Sage (PNAS, 2009), précédemment inventée par les auteurs, pour optimiser et amplifier davantage le signal de résonance magnétique du 129xe. Cette étude a considérablement amélioré la sensibilité et la résolution de la résonance magnétique des gaz en solution aqueuse, ce qui représente un pas en avant vers une détection ciblée hautement sensible en tant qu'outil biomédical majeur.
Zeng qingbin, Ph.D., Institut de mesure de précision, co - auteur avec Bei Binglin, Ph.D., Université de Wuhan, et Zhou Xin, chercheur à l'Institut de mesure de précision, Guo yiy旎, et Deng He Xiang, professeur à l'Université de Wuhan, co - auteurs correspondants. La recherche a été soutenue par le Ministère des sciences et de la technologie, le Conseil national du Fonds des sciences naturelles et l'Académie des sciences de Chine.