13.01.2009

Физики создали магнитно-резонансный сканер для вирусов

Сделав снимок вируса табачной мозаики, учёные из Альмаденского исследовательского центра IBM (Almaden Research Center) показали, что разрешение магнитно-резонансного сканера можно увеличить в сотни миллионов раз.

Традиционная технология магнитно-резонансного сканирования (MRI), используемая в больницах, по электромагнитному отклику ядер атомов водорода позволяет составлять трёхмерную карту исследуемых образцов. Однако слабые магнитные поля ограничивают возможности детектирования MRI: минимальный размер объектов ранее составлял один микрометр (сравнимо с размером бактерии).

Новая технология съёмки поможет в будущем создавать трёхмерные изображения биологических объектов размером менее 10 нанометров. При этом не будет происходить их разрушения. Подопытными образцами могут стать, к примеру, важные белки.

Чтобы увеличить разрешение установки, Дэниел Ругар (Daniel Rugar) и его коллеги закрепили вирус на кончике консоли из кремния. Затем на него направили колеблющееся магнитное поле. В результате был создан своего рода резонансный слой, который "раскачал" вирус и консоль. По этим слабым вибрациям с помощью лазерного интерферометра учёные смогли собрать изображение микроскопического объекта.

Для этого им пришлось создать новые алгоритмы считывания сигнала. Зато теперь учёные могут похвастаться первым трёхмерным изображением биологического объекта, полученного с помощью нанометровой магнитно-резонансной силовой микроскопии (nanoscale MRFM). Кстати, первенство создания стандартного метода MRFM также принадлежит группе Ругара (смотрите эту статью).

Отметим, что изображения подобного разрешения получают в основном с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM).

Физики подчёркивают, что существуют и другие методы, позволяющие получить объёмное изображение образца, однако у каждого из них свои ограничения, например, предварительная обработка, необходимость многократного сканирования и разрушение объектов.

Конечно, и у этого метода есть свои особенности. В частности, для получения качественного изображения съёмку необходимо проводить при криогенных температурах, во время нанесения на наконечник с образцом обращаться осторожно. С другой стороны, исследовать можно будет почти любую молекулу.

Подробности вы найдёте в статье авторов открытия, вышедшей в PNAS.

Источники:

1. MEMBRANA