Forscher der Technischen Universität München (Tum) haben ein völlig neues Mikroskopiefeld namens Kernspinmikroskopie erfunden. Das Team kann magnetische Signale einer nuklearen Magnetresonanz mit einem Mikroskop visualisieren. Quantensensoren wandeln die Signale in Licht um und ermöglichen eine extrem hochauflösende optische Bildgebung.
Die MRT -Scanner (Magnetresonanztomographie) sind bekannt für ihre Fähigkeit, tief in den menschlichen Körper zu schauen und Bilder von Organen und Geweben zu erstellen. Die neue Methode, veröffentlicht in der Zeitschrift Naturkommunikationerweitert diese Technik auf den Bereich des mikroskopischen Details.
„Die verwendeten Quantensensoren ermöglichen es, Magnetresonanzsignale in optische Signale umzuwandeln. Diese Signale werden von einer Kamera erfasst und als Bilder angezeigt“ und Technologie (MCQST).
Diamond -Chip wirkt als Quantensensor
Die Auflösung des neuen MRT-Mikroskops erreicht zehn Millionster Meter-das ist so gut, dass selbst die Strukturen einzelner Zellen in Zukunft sichtbar gemacht werden können. Im Herzen des neuen Mikroskops befindet sich ein winziger Diamantchip.
Dieser Diamant, der speziell auf Atomebene hergestellt wurde, dient als hochempfindlicher Quantensensor für MRT -Magnetfelder. Wenn es mit Laserlicht bestrahlt wird, erzeugt es ein fluoreszierendes Signal, das die Informationen des MRI -Signals enthält. Dieses Signal wird mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet und ermöglicht Bilder mit einer signifikant höheren Auflösung bis zum mikroskopischen Niveau.
Eine breite Palette praktischer Anwendungen ist möglich
Die potenziellen Anwendungen der Magnetresonanzmikroskopie sind aufstrebend: In der Krebsforschung könnten einzelne Zellen ausführlich untersucht werden, um neue Einblicke in das Tumorwachstum und die Ausbreitung zu gewinnen.
In der pharmazeutischen Forschung könnte die Technologie verwendet werden, um die Wirkstoffe effizient auf molekularer Ebene effizient zu testen und zu optimieren. Es bietet auch ein hervorragendes Potenzial in der Materialwissenschaft, beispielsweise die Analyse der chemischen Zusammensetzung von Dünnschichtmaterialien oder -katalysatoren.
Das Team hat ein Patent für seine Entwicklung beworben und plant bereits, die Technologie weiter zu entwickeln, um sie noch schneller und präziser zu machen. Langfristig könnte es zu einem Standardwerkzeug für medizinische Diagnostik und Forschung werden. „Die Verschmelzung von Quantenphysik und Bildgebung eröffnet völlig neue Möglichkeiten, die Welt auf molekularer Ebene zu verstehen“, sagt der erste Autor Karl D. Briegel.
Weitere Informationen:
Karl D. Briegel et al., Optical Widefield Nuclear Magnetresonanzmikroskopie, Naturkommunikation (2025). Doi: 10.1038/s41467-024-55003-5