Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 696

Увеличена чувствительность МРТ азотсодержащих препаратов

Увеличена чувствительность МРТ азотсодержащих препаратов
Сибирские ученые осуществили высокочувствительную молекулярную магнитно-резонансную томографию на основе регистрации сигнала ЯМР-молекул с естественным содержанием изотопа 15N

Сибирские ученые из Международного томографического центра СО РАН осуществили высокочувствительную молекулярную магнитно-резонансную томографию на основе регистрации сигнала ЯМР-молекул с естественным содержанием изотопа 15N. Эта технология входит в число важнейших достижений Российской академии наук за 2019 год.

Руководитель научного направления МТЦ СО РАН доктор химических наук Игорь Валентинович Коптюг отметил, что несмотря на широкие возможности МРТ, делать с ее помощью можно гораздо больше. «Я сейчас говорю о том, что называется молекулярной и клеточной томографией. Здесь уже сигнала воды недостаточно, и нужно пытаться регистрировать сигналы других молекул. Прежде всего, метаболитов — веществ, которые находятся в постоянном биохимическом превращении. Эти процессы изучать очень важно, потому что их изменения сопровождают практически все патологии в теле человека. Если вы сможете увидеть неполадки в метаболизме до того, как разовьется серьезное нарушение, это позволит на очень ранней стадии диагностировать начало заболевания», - комментирует он.

Такой вид магнитно-резонансной томографии направлен на изучение молекул и клеток в комплексе, что позволяет исследовать патологии в большом количестве клеток на клеточном и молекулярном уровне. Механизм работы состоит в том, чтобы взять молекулу, которая является естественным метаболитом и ввести ее в организм. После проследить за ней и сказать, какая именно патология развивается в этом органе или ткани. Для проведения таких манипуляций необходимы атомы азота, которые можно найти в аминокислотах, белках, ДНК и РНК. Но найти азот с нужным содержанием изотопа пока ученые не смогли. «Медицинская томография хорошо работает на атомах водорода. Но как только мы пытаемся уйти к другим атомам, концентрация которых гораздо меньше, сигнал становится практически ненаблюдаемым», — рассказал Коптюг.

Российские ученые решили развить альтернативный метод, который предполагает использование химической реакции с помощью молекулярного водорода, или параводорода. «Было показано, что он позволяет увеличить сигнал 15N в 30 000 раз и более и при этом дешевле метода с пируватом примерно на два порядка», — подчеркнул ученый.

Усиление достигается за счет спина ядер. При помещение ядра во внешнее магнитное поле, спин взаимодействует с этим полем, ориентируясь по полю или против поля. Сигнал происходит в том случае, когда число одних ориентаций спинов больше, чем других. Таким способом ученые могут видеть в образце лишь один спин из 20—50 тысяч. С помощью параводорода исследователи могут развернуть все спины в одном направлении для усиления сигнала. Параводород вступает в контакт с атомом металла катализатора и провоцирует спиновую динамику - большинство спинов выстраивается в одном направлении. В результате реакции популяризации спинов образовано вещество с поляризованным атомом азота, который спустя время можно вводить в организм, но это чревато введением вместе с ним в организм ядовитых веществ. «После этой реакции в растворе остаются различные лишние вещества, в том числе комплекс металла, который является для организма ядом. Прежде чем переходить к медицинским применениям технологии, нужно найти способы, как от него избавиться. Кроме того, сейчас наиболее эффективно такие реакции проводятся в метаноле — это вещество вводить пациентам тоже нельзя. Нужно либо убрать метанол, либо (что гораздо предпочтительнее) научиться проводить такие реакции в водной среде. Принципиально это возможно», — прокомментировал этот проблемный спектр Игорь Коптюг. Исследование дорабатывают и развивают, и говорить о внедрении его в практику пока не стоит.

Источник: Наука в Сибири

исследование мрт со ран

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.