納米級磁共振成像儀“出世”

　　美國IBMIBM公司研究中心和斯坦福大學納米探索中心的科學家們共同開發出一種磁共振成像儀(MRI)，其分辨率要比常規MRI高出1億倍。發表在《美國國家科學院院報》的這項研究成果，標志著為在納米級研究復雜3D結構提供分子生物學和納米技術工具方面邁出了重大一步。

　　通過將MRI的分辨率擴展到如此精細的程度，科學家們已經開發出一種顯微鏡，隨著技術的進一步發展，該顯微鏡最終也許足以揭示蛋白質的結構和相互作用，為個性化醫療和靶標藥物的開發取得更新進展鋪平道路。該成就也將對從蛋白質到集成電路等材料研究產生影響，此類材料的研究對詳細了解原子結構至關重要。

　　IBM研究中心戰略與運營副總裁馬克·戴恩表示，該項技術有望提供非侵入的方式來展示諸如蛋白質等生物結構的三維細節，將給人們觀察病毒、細菌、蛋白及其他生物分子的方法帶來革命性變化。

　　這項成果的取得得益于一種稱為磁共振力顯微鏡(MRFM)技術，該技術依賴于超細磁力的探測，除了高分辨率，該成像技術還有更進一步的化學特性優勢，可“看到”表面下的東西。而且與電子顯微鏡不同的是，該技術不會對敏感的生物材料造成破壞。

　　十多年來，IBM科學家在MRFM領域一直占據著領軍的地位。現在，IBM領導的研究小組已大幅提升了MRFM的靈敏度，并將其與先進的三維圖像重建技術相結合，這使得他們首次能揭示納米尺寸生物體的MRI。該技術應用于煙草花葉病毒樣本時，獲得的分辨率可低至4納米(煙草花葉病毒的寬為18納米)。

　　該新技術與使用梯度和成像線圈的常規MRI不同。研究人員使用MRFM來檢測置于顯微懸臂下樣品的微小磁力，這個懸臂是一個狀如跳板的薄硅片。當樣本氫原子中的磁自旋與周圍納米級磁尖發生作用時，激光干涉就可跟蹤懸臂的運動。對磁尖進行三維掃描，就可對懸臂的震動進行分析，從而建立起一個三維圖像。

　　IBM研究中心納米技術部主任丹?路加爾說，作為醫療成像領域眾所周知的有力工具，MRI顯微能力一直非常有限，而納米MRI技術能夠展現出個別蛋白質分子與分子化合物的內部結構，這是人們了解生物功能的關鍵。研究人員接下來將努力增強MRFM的靈敏度，希望能在半導體或是醫學領域，顯示單個分子與原子的影像。