211service.com
Delno dydžio BMR
Kambario dydžio branduolinio magnetinio rezonanso aparatai gali susitraukti į nešiojamus nešiojamus prietaisus dėl nedidelio, lengvo magneto dizaino, kurį sukūrė vokiečių mokslininkai.
Kišeninis BMR: Specialiai sukurtas baterijos dydžio nuolatinis magnetas sukuria pakankamai vienodą magnetinį lauką, kad būtų galima atlikti didelės skiriamosios gebos BMR su cheminiais mėginiais komerciniame BMR mėgintuvėlyje.
Branduolinio magnetinio rezonanso spektroskopija yra įprastas baltymų struktūros tyrimo ir medžiagos cheminės sudėties nustatymo įrankis. Tai taip pat yra medicininio vaizdavimo technikos magnetinio rezonanso tomografijos arba MRT pagrindas. Tačiau dideli ir brangūs superlaidieji magnetai naudojami siekiant sukurti stiprius magnetinius laukus (apie septynias teslas), reikalingus tiksliam BMR.
Magnetas, sukurtas Federico Casanova ir jo kolegų iš RWTH Acheno universitetas Makromolekulinės chemijos katedra, yra maždaug standartinės D baterijos dydžio ir sveria 500 gramų. Nors nešiojamieji magnetai buvo gaminami anksčiau, naujasis leidžia atlikti BMR matavimus, kurie yra tokie pat tikslūs kaip ir dideli komerciniai magnetai. Tai yra svarbus papildomas žingsnis siekiant mobiliojo didelės raiškos BMR, sakoma Aleksandras Pušys , Kalifornijos universiteto Berklio chemijos profesorius, kuris kuria naujo tipo kompaktiškus MRT modelius.
Nuolatinio magneto dydžiui mažėjant, jis sukuria vienodus magnetinius laukus mažesniame tūryje dėl mažų jo medžiagos ir formos netobulumų. Tai reiškia, kad galima naudoti mažiau medžiagos mėginio, todėl BMR matavimai yra beveik tūkstantį kartų mažiau jautrūs, nei naudojant superlaidų magnetą. Tada BMR signalas tampa panašus į elektroninį triukšmą, o prietaisas gali nepastebėti cheminių medžiagų, kurių yra labai mažais kiekiais.
Naujasis magnetas sukuria 0,7 teslos magnetinį lauką, tačiau jis sukuria itin homogeninį lauką. Dėl to tai pirmasis nešiojamas magnetas, veikiantis su įprastais penkių milimetrų vamzdeliais, į kuriuos dedami BMR mėginiai. Mūsų darbo tikslas buvo paimti šį vamzdelį, išlaikyti pastovų tūrį ir sukurti mažiausią magnetą su norimu homogeniškumu, sako Casanova. Svarbus dalykas, kurį padarėme, buvo ištaisyti nehomogeniškumą, atsirandantį dėl magneto netobulumo.
Rezultatus vadindamas įspūdingais, Louis Bouchard Kalifornijos universiteto Los Andželo chemijos profesorius teigia, kad joks ankstesnis nešiojamas magnetas nepasiekė tokių gerų rezultatų. Bouchardas mano, kad magneto kaina turėtų būti daug mažesnė nei dabartinių komercinių BMR magnetų. Jis sako, kad tai greičiausiai lems, kad tokie BMR vienetai bus daug plačiau paplitę. Jei šie vaikinai parduotų šį produktą komerciniais tikslais, aš tikriausiai jį nusipirkčiau.
Dėl nešiojamojo magneto būtų galima sukurti jautrius, didelės skiriamosios gebos BMR įrenginius, kuriuos būtų galima nunešti į archeologinius kasinėjimus, siekiant nustatyti artefaktus, ir į gamyklą, kad būtų galima aptikti produktų užterštumą. Jis gali būti naudojamas gydytojų kabinetuose, siekiant nustatyti kraujo krešulius, bakterijas ar vėžio baltymus paciento kraujyje. Tai taip pat galėtų leisti nešiojamiesiems BMR aparatams stebėti vaistų ir cheminių medžiagų gamybą, o ne imti cheminius mėginius į BMR laboratorijas analizei.
Casanova ir jo kolegos pakoregavo gerai žinomą magneto dizainą, žinomą kaip Halbacho masyvas – specialų daugelio nuolatinių magnetų išdėstymą, kuris fokusuoja magnetinius laukus tik vienoje masyvo pusėje. Vienas įprastas dizainas yra Halbacho cilindras, kurio viduje yra intensyvus magnetinis laukas. Nuo to pradeda tyrinėtojai. Kaip jie aprašo žurnale internete paskelbtame dokumente taikomoji chemija , jie pirmiausia sukrauna tris samariumo kobalto žiedus, kad pagamintų cilindrą. Cilindro išorinis skersmuo yra 35 milimetrai; vidinis 15 milimetrų skersmuo yra pakankamai didelis, kad tilptų standartinis BMR vamzdelis.
Kiekvienas magneto žiedas pagamintas iš trapecijos formos gabalėlių su tarpais tarp jų. Šios spragos užpildytos stačiakampėmis detalėmis, kurios juda ir išeina iki dviejų milimetrų. Tyrėjai išmatuoja Halbacho žiedų sukurto magnetinio lauko nehomogeniškumą. Tada, pasitelkę sudėtingą kompiuterinį modeliavimą, jie apskaičiuoja, kiek reikia perkelti kiekvieną stačiakampį elementą, kad sureguliuotų magnetinį lauką ir išlygintų nehomogeniškumą.
Mokslininkai teigia, kad tobulinant dizainą gali būti įmanomi dar geresni magnetai. Nors šiuo metu magneto lauko stipris yra 0,7 teslos, padidinus išorinį magneto skersmenį, turėtų būti įmanoma sukurti 1,5 teslos, teigia mokslininkai. Be to, naudojant magnetus, pagamintus iš kitų medžiagų, pavyzdžiui, neodimio, būtų galima sukurti net dvi teslas.