Изследователи от Техническия университет в Мюнхен (TUM) представиха изцяло нова технология в микроскопията – ядрена спинова микроскопия. Този иновативен метод използва квантови сензори, които преобразуват магнитните сигнали на ядрено-магнитния резонанс (ЯМР) в светлина, осигурявайки изключително висока разделителна способност.

Как работи новата технология?

Традиционните скенери за ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) са широко използвани за диагностика на заболявания, като предоставят детайлни изображения на органи и тъкани. Сега, благодарение на този пробив, техниката е адаптирана за микроскопично ниво, като разкрива нови възможности в научните изследвания.

„Квантовите сензори преобразуват сигналите от магнитния резонанс в оптични сигнали, които се улавят от камера и се визуализират като изображения“, обяснява проф. Доминик Бюхер, изследовател в Мюнхенския център за квантова наука и технологии (MCQST).

Диамантен чип – сърцето на иновацията

Ключовият елемент в новата технология е специално подготвен диамантен чип. Той действа като изключително чувствителен квантов сензор, който регистрира магнитните полета на ЯМР. При облъчване с лазерна светлина диамантът излъчва флуоресцентен сигнал, съдържащ важна информация за магнитния резонанс.

Този сигнал се записва с високоскоростна камера, което осигурява разделителна способност до няколко нанометра – достатъчно, за да визуализира дори структурата на отделните клетки.

Приложения в медицината, фармацевтиката и материалознанието

Възможностите на ядрената спинова микроскопия са изключително широки:

  • Медицински изследвания и онкология – новата технология позволява подробен анализ на туморни клетки, което може да допринесе за откриване на механизми на растеж и разпространение на рака.
  • Фармацевтична индустрия – оптимизация на активните съставки на лекарствата чрез наблюдение на молекулярно ниво.
  • Материалознание и нанотехнологии – анализ на химическия състав на тънкослойни материали и катализатори с висока прецизност.

Какво следва?

Екипът на TUM вече е подал патентна заявка за технологията и работи по усъвършенстването ѝ, за да я направи още по-бърза и точна. В бъдеще ядрената спинова микроскопия може да се превърне в стандартен инструмент за медицинска диагностика и научни изследвания.

„Сливането на квантовата физика и изобразителните технологии открива напълно нови хоризонти за разбирането на света на молекулярно ниво“, коментира д-р Карл Д. Бригел, първи автор на изследването, публикувано в Nature Communications.

Тази иновация бележи нов етап в развитието на микроскопията и отваря врати за безпрецедентни открития в медицината и науката.

Източник: Phys.org