大家好，這里是老上光顯微鏡知識課堂，在這里你可以學(xué)到所有關(guān)于顯微鏡知識，好的，請看下面文章： 新的顯微鏡可以提供銅離子的量子磁共振圖像。David Simpson /墨爾本大學(xué)
    
     重要的是，量子顯微鏡可以獨立地對溶液中的離子進行成像，從而揭示在不干擾過程的情況下發(fā)生的生化反應(yīng)。2月14日，一個研究該系統(tǒng)的小組在ArXiv服務(wù)器上發(fā)布了一份預(yù)印件，以說明他們的發(fā)現(xiàn)。
    
     正如醫(yī)學(xué)磁共振成像（MRI）設(shè)備可以顯示人體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而不會造成傷害一樣，類似的成像系統(tǒng)，可用于分子結(jié)構(gòu)一直是研究人員的愿望。電子自旋形成是指對化學(xué)反應(yīng)進行成像，包括那些含有金屬離子的化學(xué)反應(yīng)。現(xiàn)有的MRI技術(shù)只能顯示10微米或10微米以上的結(jié)構(gòu)。檢測細胞內(nèi)金屬離子的方法就是加入能與它們發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，或者冷凍細胞，使它們能夠在高功率顯微鏡下成像-殺死細胞的過程。
    
     醫(yī)學(xué)磁共振裝置的原理是，當病人被置于磁場中時，人體內(nèi)原子的質(zhì)子與裝置中的磁場線對齊，然后該裝置向要成像的區(qū)域發(fā)射射頻脈沖，導(dǎo)致質(zhì)子分離。對準；當脈沖結(jié)束時，質(zhì)子被重新排列并發(fā)射特定頻率的電磁波；例如，當脈沖結(jié)束時，質(zhì)子被重新排列并發(fā)射。如果人體組織釋放的電磁波的頻率與檢測頻率一致在裝置中，兩個頻率產(chǎn)生共振，就像調(diào)諧到相同音調(diào)的吉他弦一樣；這種裝置利用這種共振來重建人類圖像。
    
     在澳大利亞墨爾本大學(xué)，由物理學(xué)家勞埃德·霍倫伯格和大衛(wèi)·辛普森領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組想利用這項技術(shù)檢測細胞中的金屬離子。一些金屬離子對細胞有害，而另一些則需要生化反應(yīng)，如新陳代謝的反應(yīng)。也就是說，MRI探頭的大小需要與被成像的物體大致相同，對單個原子的觀測要求尚未滿足。
    
     為了構(gòu)建量子磁共振顯微鏡，研究人員使用2毫米寬的晶體中帶有原子缺陷的金剛石。這些缺陷對磁場的變化很敏感，并且可以隨著被測分子或離子的自旋而調(diào)諧。當金剛石中存在缺陷時。在綠色激光照射下，金剛石發(fā)出紅色熒光，并且熒光強度取決于磁場的強度和方向。
    
     Hollenberg，Simpson和同事們使用在表面附近特定位置帶有缺陷陣列的金剛石，這些缺陷陣列被放置在靠近顯微鏡的末端進行觀察。g.當金剛石探針接觸含有銅離子的樣品的表面時，它們之間的頻率共振激發(fā)金剛石缺陷處的熒光。然后它們使用計算機程序檢測金剛石缺陷處的熒光顏色并重建圖像。樣品定位每個銅離子的確切位置。
    
     然后，研究人員將樣品浸泡在酸性溶液中，從二價銅離子(Cu2+)中得到電子，并將其還原為1價銅離子(Cu2+)。在樣品暴露于空氣中1小時后，借出的銅離子被氧化成2價銅離子，原始圖像逐漸重現(xiàn)，有朝一日將有助于研究人員實時觀察細胞內(nèi)的生化反應(yīng)。
    
     上圖中的袋鼠是通過用量子磁共振成像顯微鏡（QMRI）檢測附著在測試模板上的溶液中的銅離子（Cu2+）而制成的，在顯影區(qū)域形成圖案。
    
     由于這種方法的非介入性質(zhì)，理論上它可以對活細胞的內(nèi)部進行成像——這是辛普森和霍倫伯格的研究小組正在嘗試做的。核心困難在于鉆石探測器必須足夠接近樣本以產(chǎn)生信號。相信目前的方法仍然有助于理解藥物如何工作以及研究細胞膜上的蛋白質(zhì)。研究人員也正在努力使該系統(tǒng)適合于檢測各種金屬物質(zhì)，包括鐵。
    
     德國慕尼黑技術(shù)大學(xué)的物理學(xué)家弗里德曼·萊因哈德對這一成就表示贊賞。他說：他們的創(chuàng)新大大縮短了與這項技術(shù)的實際應(yīng)用的距離。他的團隊還與鉆石顯微鏡合作，建立了一個可視化的系統(tǒng)。3D中的E分子。
    
     他補充說，盡管新技術(shù)還有待改進，例如尋找低濃度的銅離子，但它確實向前邁出了一大步。
    
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