Протонный ямр не стоит на месте
Изучения спектров ядерного магнитного резонанса нового класса магнетореологических наножидкостей способно оказать помощь исследователям различать здоровые и повреждённые ткани людской организма.
Наталья Ногинова и её коллеги из Норфолкского Национального Университета в Соединенных Штатах поняли, что суспензии наночастиц гамма-оксида железа воздействуют на спиновую релаксацию в окружающей наночастицы жидкости. Данный эффект отличен от замечаемого в жёстком теле и проявляется разным образом в различных жидкостях.
Магнитные наночастицы являются перспективными объектами для научных, технологических и медицинских приложений – доставки лекарств, термотерапии раковых опухолей, магнитно-резонансной визуализации (в качестве контрастных агентов).
Рис. 1. Магнитная наножидкость
Чтобы лучше изучить магнитные и динамические особенности магнитных наночастиц и их влияние на окружающую их среду, учёные изучили сузпензии магнитных наночастиц в разных жёстких и жидких средах. «Наножидкость» содержит функционализированные частицы маггемита и ведёт себя как жидкость кроме того в отсутствие растворителя.
Образцы изучались в сильном (7 Тесла) магнитном поле ЯМР-спектрометра. Принцип его работы пребывает в том, что импульсы магнитного поля ориентируют поясницы ядер водорода в одном направлении, по окончании чего измеряется динамика их релаксации в исходное состояние.
При увеличении концентрации наночастиц исследователи замечали большое уширение протонного ЯМР-спектра и возрастание скорости релаксации.
Рис. 2. Команда ученых
Они утвержают, что присутствие магнитных наночастиц влияет на скорость релаксации и резонансную частоту ядерных спинов в окружающей наночастицы среде, потому, что эти наномагниты создают около себя дополнительное поле. Это поле и есть обстоятельством поменянной релаксации в жидкостях, где существует другой фактор перемещения молекул среды; в жёстком теле такое перемещение нереально, и эффект не отмечается.
Потому, что связанные с наночастицами трансформации в ходе релаксации, первым делом, определяются самодиффузией молекул жидкости, скорость которой изменяется от ткани к ткани, данный способ возможно использован для различения здоровых и повреждённых тканей. Помимо этого, уширение спектральной линии и релаксация смогут разрешить существенно повысить контрастность в магнитно-резонансной визуализации: к примеру, потому, что интенсивность замечаемого сигнала зависит от его спектральной ширины, области с широкой линией будут смотреться чернее.
Василий Артюхов