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諾貝爾獎(jiǎng)寵兒:揭秘不被人熟知的弛豫核磁技術(shù)
2018年08月24日 14:17:57
來(lái)源：中國(guó)化工儀器網(wǎng) 作者：WL 點(diǎn)擊量：10970
我們常常將核磁共振技術(shù)比作“諾貝爾獎(jiǎng)寵兒”，因?yàn)樵谝娮C核磁共振技術(shù)成長(zhǎng)的歷程中，諾貝爾獎(jiǎng)從不曾缺席。從核磁發(fā)現(xiàn)到核磁共振成像的80多年時(shí)間里，有關(guān)核磁共振的研究就曾獲得超過(guò)六次諾貝爾獎(jiǎng)。核磁共振技術(shù)存在意義之重大不言而喻。談及核磁共振技術(shù)，人們腦子里浮現(xiàn)的大多是醫(yī)院放射科的MR磁共振成像，亦或者是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的NMR核磁共振波譜，卻忽略了另一種核磁技術(shù)——低場(chǎng)(弛豫)核磁。
【中國(guó)化工儀器網(wǎng) 本網(wǎng)視點(diǎn)】我們常常將核磁共振技術(shù)比作“諾貝爾獎(jiǎng)寵兒”，因?yàn)樵谝娮C核磁共振技術(shù)成長(zhǎng)的歷程中，諾貝爾獎(jiǎng)從不曾缺席。從核磁發(fā)現(xiàn)到核磁共振成像的80多年時(shí)間里，有關(guān)核磁共振的研究就曾獲得超過(guò)六次諾貝爾獎(jiǎng)。核磁共振技術(shù)存在意義之重大不言而喻。談及核磁共振技術(shù)，人們腦子里浮現(xiàn)的大多是醫(yī)院放射科的MR磁共振成像，亦或者是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的NMR核磁共振波譜，卻忽略了另一種核磁技術(shù)——低場(chǎng)(弛豫)核磁。
那么，關(guān)于核磁共振的定義又是怎樣的呢？核磁共振是指在外加靜磁場(chǎng)基礎(chǔ)上再施加射頻磁場(chǎng)，當(dāng)射頻長(zhǎng)的頻率與核磁場(chǎng)中的質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率匹配時(shí)發(fā)生共振。低能級(jí)的磁性核吸收一個(gè)輻射量子躍遷至較高能級(jí)，磁矢量發(fā)生偏移，這就是核磁共振的產(chǎn)生。其中，弛豫則是指任何系統(tǒng)都有在外界激勵(lì)撤銷后，回到原本(原始、平衡)狀態(tài)的興致，這種從激勵(lì)狀態(tài)回到平衡狀態(tài)的過(guò)程就是弛豫過(guò)程。弛豫核磁的特點(diǎn)是測(cè)試過(guò)程無(wú)需樣品處理、無(wú)需屏蔽房(幾乎無(wú)附加費(fèi)用)、無(wú)需制冷劑(幾乎無(wú)后期維護(hù)費(fèi)用)且無(wú)損、快速、準(zhǔn)確，成像技術(shù)更直觀。
來(lái)自江蘇省的蘇州紐邁分析儀器有限公司(以下簡(jiǎn)稱“紐邁分析”)是我國(guó)的弛豫核磁技術(shù)的代表性企業(yè)之一。公司研發(fā)的多款產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了低場(chǎng)核磁技術(shù)在食品農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、生命醫(yī)藥領(lǐng)域以及材料領(lǐng)域等的廣泛應(yīng)用。在食品農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，肉禽以及水產(chǎn)食品的水結(jié)合狀態(tài)、含量、分布和移動(dòng)性都會(huì)對(duì)食物的持水性、鮮嫩程度、儲(chǔ)藏等方面產(chǎn)生影響，為此，紐邁分析專門研究了在原料肉凍融過(guò)程中，由于反復(fù)凍融所引起的肌纖維蛋白結(jié)構(gòu)的變化、冷凍鱈魚貨架期及品質(zhì)變化等。公司首創(chuàng)的高通量含油汗水分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)奶制品、肉制品、膏狀粉狀香精香料、油脂作物的實(shí)時(shí)檢測(cè)。該技術(shù)只需20秒時(shí)間就能實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品中所有脂肪的檢測(cè)，且測(cè)試過(guò)程不會(huì)對(duì)食物產(chǎn)生任何的危害。
在生命醫(yī)藥領(lǐng)域，弛豫核磁的磁傳感水分子探針，能夠進(jìn)行DNA檢測(cè)、癌細(xì)胞檢測(cè)、血紅蛋白氧化程度檢測(cè)、瘧原蟲檢測(cè)、重金屬離子檢測(cè)等。此外，該技術(shù)還能在不犧牲、不麻醉小動(dòng)物的前提下快速簡(jiǎn)便的分析出動(dòng)物的脂肪含量、瘦肉含量和自由體液含量。通過(guò)對(duì)比組給藥組脂肪瘦肉含量的對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物脂肪含量定量無(wú)損的分析。這一技術(shù)優(yōu)勢(shì)使得弛豫核磁廣泛運(yùn)用在食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)、肥胖癥、糖尿病等病理研究領(lǐng)域。
在材料領(lǐng)域，紐邁分析推出的顆粒表面特性分析儀，根據(jù)顆粒外層吸附水與自由水的弛豫時(shí)間差異來(lái)推導(dǎo)出濕式比表面積，以此來(lái)評(píng)價(jià)顆粒在懸浮體系中的團(tuán)聚程度，得到原位的真實(shí)溶劑覆蓋顆粒表面面積。該儀器主要應(yīng)用在半導(dǎo)體拋光液、電子漿料以及新材料石墨烯等領(lǐng)域。
從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，未來(lái)的低場(chǎng)核磁技術(shù)也會(huì)順應(yīng)整個(gè)科學(xué)儀器發(fā)展的潮流，朝著專業(yè)化、小型化和低成本的方向發(fā)展。此外，儀器的靈敏度、耐溫耐壓和現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)能力也會(huì)提高。低場(chǎng)核磁共振技術(shù)是一種快速無(wú)損的檢測(cè)技術(shù)，它具有測(cè)試速度快、靈敏度高、無(wú)損、綠色等優(yōu)點(diǎn)。隨著時(shí)間的累積，低場(chǎng)核磁技術(shù)會(huì)愈加成熟，其在食品品質(zhì)分析、種子育種、石油勘探、生命科學(xué)和材料研究等領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。
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