La espectroscopía de resonancia magnética nuclear RMN es una herramienta ampliamente utilizada para el análisis químico y el reconocimiento de la estructura molecular. Debido a que generalmente se basa en los débiles campos magnéticos producidos por una pequeña polarización de espín nuclear térmico, la RMN tiene una sensibilidad baja en comparación con otras técnicas analíticasUn aparato de RMN convencional generalmente usa grandes volúmenes de muestra de aproximadamente un mililitro, lo suficientemente grande como para contener alrededor de un millón de células biológicas.
En un estudio publicado en Revisión física X PRX, investigadores del Centro de Tecnología Cuántica QTC de la Universidad de Maryland y sus colegas informan sobre una nueva técnica de detección cuántica que permite la espectroscopía de RMN de alta resolución en moléculas pequeñas en solución diluida en un volumen de muestra de 10 picolitros, aproximadamente equivalente auna sola celda
Los experimentos informados en el documento, titulados "Espectroscopía de RMN mejorada por hiperpolarización con sensibilidad de femtomol usando defectos cuánticos en diamante", fueron realizados por el grupo de investigación del Prof. Ronald Walsworth, Director fundador de QTC. Su hallazgo es el siguiente paso en el previoresultados, en los cuales Walsworth y sus colaboradores desarrollaron un sistema que utiliza defectos cuánticos de nitrógeno vacante en diamantes para detectar las señales de RMN producidas por muestras a escala de picolitros. En este trabajo anterior, los investigadores solo pudieron observar señales de muestras puras y altamente concentradas.Al superar esta limitación, Walsworth y sus colegas combinaron la RMN de diamante cuántico con un método de "hiperpolarización" que aumenta la polarización del espín nuclear de la muestra y, por lo tanto, la intensidad de la señal de RMN, en más de cien veces.primera vez, RMN con sensibilidad molecular de femtomol.
Sobre el impacto de la investigación, Walsworth dice: "El objetivo del mundo real es permitir el análisis químico y la resonancia magnética MRI a nivel de células biológicas individuales". La MRI es un tipo de exploración que puede procesar imágenes detalladasde partes del cuerpo, incluido el cerebro ". En este momento, la resonancia magnética es limitada en su resolución, y solo puede visualizar volúmenes que contienen alrededor de un millón de células. Ver células individuales de manera no invasiva con resonancia magnética para ayudar a diagnosticar enfermedades y responder preguntas básicas en biología es uno de los objetivos a largo plazo de la investigación de detección cuántica ", dice Walsworth.
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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