Новая разработка ученых из IBM позволила увеличить разрешение магниторезонанского сканирования в 100 млн. раз.
Исследователи из IBM совместно с коллегами из Стэнфордского
университета разработали метод получения трехмерных изображений
объектов нанометрового масштаба (порядка 10 нм) с помощью
магниторезонансного сканирования (MRI). Результаты исследования
опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences
(PNAS).
В основу новой разработки положена технология
магниторезонансной силовой микроскопии (magnetic resonance force
microscopy, MRFM). Помимо высокого разрешения, новая технология
обладает и другими преимуществами по сравнению с рентгеновскими и
электронными сканирующими микроскопами – MRFM не разрушает
биологические образцы и позволяет получать изображения внутренней
структуры объектов, а не только их поверхности, при этом не требуется
помещать образец в вакуум.
Метод MRI широко применяется в медицинских исследованиях, на
нем основана и технология MRFM, разработки которой ведутся уже более
десяти лет. Специалистам из IBM впервые удалось добиться рекордного
разрешения для данного метода. Использование технологии восстановления
трехмерных изображений позволило применить MRI для нанометрового
диапазона и получить 3D-изображение вируса табачной мозаики, размеры
которого не превышают 18 нм.
Процесс получения изображения заключается в следующем.
Биологический образец помещается на кремниевую подложку (кантилевер). В
ходе взаимодействия магнитных моментов протонов в ядрах атомов водорода
в образце с наноразмерным магнитом в форме иглы, расположенным вблизи
образца, кантилевер начинает вибрировать. Лазерный интерферометр
отслеживает движение кантилевера. Микромагнит сканирует образец,
перемещаясь над его поверхностью. Полученные данные обрабатываются с
помощью специального алгоритма, и в итоге создается трехмерное
изображение исследуемого образца.
