Вчені придумали нано-резонансний томограф Автор: Вікторія · Опубліковано: 30.12.2009 14:37 · Розділ: Нові технології

Фахівці з університету Корнелла (Cornell University) представили новий метод виявлення магнітних полів окремих електронів та атомних ядер. На основі цієї технології вчені сподіваються створити аналог магнітно-резонансного томографа, здатного візуалізувати окремі великі молекули. Нова розробка допоможе зафіксувати спін електрона і використовувати його коливання як засіб отримання зображення на субмолекулярному рівні.

За словами Джона Мейрона (John Marohn), одного з дослідників, головне завдання фахівців - з'єднати принцип скануючого атомного силового мікроскопа і принцип магнітно-резонансного томографа. Одним з перших успішних прикладів застосування технології може стати побудова наочного зображення структури мембранного білка, виконана приблизно також, як звичайний томограф показує знімки мозку.

В основі винаходу лежить магнітне поле, що створюється електронами. Поруч із сильним зовнішнім магнітним полем індивідуальні поля часток вирівнюються в одному напрямку. Вплив магнітного поля зі змінною складовою (з радіочастотою), створює феномен прецесії - спін регулярно змінює просторову орієнтацію.

Магнітно-резонансний томограф, який застосовують в медицині, фіксує в котушці напругу, індуковану прецесією близько тисячі мільярдів атомів водню, що дозволяє йому в 3D-форматі відображати частини тіла. А Мейрон і його колеги намагаються створити інструмент досить чутливий, щоб зафіксувати коливання спіну у набагато меншої кількості часточок - аж до окремих атомів.

Для цього вчені пропонують використовувати так званий нітроксидний радикал. Саме у ньому прилад і повинен фіксувати відгуки спінів на зовнішній вплив, а прикріплюючи такі нітроксидні "бирочки" до молекул білка і вимірюючи їхнє положення, можна буде побудувати картину складної молекули з нанометровим розширенням.

Мейрон вже розробив схему приладу. До його складу входить платівка (тонка полімерна плівка) з нітроксидними молекулами). У центрі розташовується кремнієвий кантилевер 350-нанометрової товщини, на його кінці - 4-мікрометровий нікелевий магніт. Його слід підносити впритул до зразка.

Схема розробленого Мейроном скануючого зонда і томографа, з кантилевером в центрі. Фото взято з сайту membrana.ru
Схема розробленого Мейроном скануючого зонда і томографа, з кантилевером в центрі. Фото взято з сайту membrana.ru

При зміні частоти змінного поля виникає резонанс з молекулами нітроксидного радикала. Цей відгук впливає на крихітний магніт і розгойдує кантилевер. Зміна частоти цих коливань як раз і несе інформацію про молекули у зразку.

Якщо проводити аналогію з атомним силовим мікроскопом, то слід сказати, що кантилевер по суті сканує зразок і, за аналогією зі звичайним магнітним томографом, малює "портрет" величезної молекули білка. Такий, у всякому випадку, загальний задум авторів нової технології.

Джерело membrana.ru


Інші новини розділу

  • Цікаві факти про компресор

    Цікаві факти про компресор · Jane Holiday · 19.05.2017 12:02

    Компресор – це енергетична машина чи пристрій для підвищення тиску (стискання) та переміщення газоподібних речовин. «Батьком» компресора був насос, він винайдений тисячу років тому. Зараз вони використовуються в найрізноманітніших галузях промисловості.


  • Стиснене повітря - новий спосіб збереження енергії

    Стиснене повітря - новий спосіб збереження енергії · kseniya_www · 15.04.2017 21:14

    Канадська компанія Hydrostor розробила нову систему зберігання енергії на основі стисненого повітря, яка дешевша літій-іонних акумуляторних батарей, а також не використовує природний газ, як це роблять інші системи такого типу.


  • 2017: найочікуваніші гаджети

    2017: найочікуваніші гаджети · Anastasia · 16.01.2017 10:19

    Минулий рік не відзначився революційними новинками у сфері широкого вжитку. Прозорі чи гнучкі смартфони не з’явилися на ринку, а гаджети, які працюють за допомогою безпровідної зарядки акумулятора, без сумніву потрібно вдосконалювати. Також відкритим залишається питання про заряд звичних акумуляторів, які при інтенсивному використанні смартфону працюють не більше одного дня. До вашої уваги підбірка апаратів, які будуть конкурувати на ринку і зацікавлять суспільство у 2017.


  • Найкращі технологічні новинки 2016

    Найкращі технологічні новинки 2016 · Anastasia · 09.01.2017 13:35

    Минулий рік видався багатим на техно-новинки в сфері віртуальної реальності та використання дронів. Не менш важливим є представлення концепту «сонячного даху», що у майбутньому дасть можливість позбавитися електроенергії. Інтенсивність розвитку саме цих відгалужень зумовлена в першу чергу потребою людства у збереженні екологічної системи нашої планети.


  • Як вибрати праску?

    Як вибрати праску? · Anastasia · 04.01.2017 17:06

    Вдома ми користуємося багатьма гаджетами, які спрощують нам життя і допомагають виглядати на всі сто. Тому при виборі праски для домашнього вжитку ще в магазині слід звертати увагу на такі дрібниці як поверхня, якість ручки та допоміжні деталі. Далі декілька корисних порад, щоб обрати найоптимальніший варіант за співвідношенням ціна - якість.