IBM ontwikkelt nano-mri-microscoop

Onderzoekers van IBM hebben een microscooptechniek ontwikkeld die met een resolutie van 4 nanometer details en structuren kan waarnemen. Het principe van de microscoop berust op magnetische resonantie.

Door het verfijnen van hun nano-mri -techniek bleken de onderzoekers in staat zeer fijne details in hun samples waar te nemen. Het onderzoeksteam, dat bestaat uit een samenwerkingsverband van wetenschappers van IBM Research en onderzoekers van de Stanford-universiteit, kan met de recente vorderingen objecten tot op nanoschaal observeren. De techniek is inzetbaar voor zowel anorganische als organische materialen, waardoor moleculaire biologen en nanotechnologen van nano-mri gebruik kunnen maken. De microscooptechniek kan ingezet worden om eiwitinteracties te bestuderen, maar zou ook gebruikt kunnen worden om chips tot in detail te bekijken.

Het principe achter de microscooptechniek berust op mri. Deze techniek pikt het magnetisch veld van waterstofkernen op en gebruikt deze signalen om een beeld te construeren. De microscoop functioneert in grote lijnen op dezelfde manier als een medische mri-scanner, maar dan op een honderd miljoen maal kleinere schaal. De resultaten die de onderzoekers in het wetenschappelijke tijdschrift Pnas publiceerden , melden een resolutie van minder dan 10nm. Een 3d-beeld van het tabaksmozaïekvirus, een virus ter grootte van 18nm, kon uit de uit de nano-mri-data worden gereconstrueerd.

Reacties (9)

[long]

Ik vind de titel wel een beetje verwarrend. Net alsof de mri-microscoop op nanoschaal is. Nee, het is een mri-microscoop met nanometer resolutie.
Overigens klinkt het als een erg mooi apparaat. Details van 10 nanometer, zonder eerst samples te moeten koelen naar heel lage temperaturen is natuurlijk schitterend.

De microscooptechniek kan ingezet worden om eiwitinteracties te bestuderen, maar zou ook gebruikt kunnen worden om chips tot in detail te bekijken.

Dan lijkt mij de tweede toepassing toch beter. Naar mijn weten zijn eiwitinteracties extreem snel. Lijkt mij niet snel mogelijk om daar iets van te onderscheiden.

[M2M]

het probleem blijft natuurlijk dat je niet veel kunt zien op zo'n schaal, bij normale (kamer) temperaturen. Alles gaat te snel, beweegt te hard en individuele eiwitten / grote moleculen zijn niet te volgen. Daarvoor zul je dus toch naar een lagere temperatuur moeten.

Desalniettemin een zeer veel belovende techniek

[Solstice]

Dit is een hele mooie ontwikkeling.
Zeker als je ook biologische reacties kunt bestuderen ermee.
Maar dit is ook een van de stappen die nodig zijn voor nano technologie. Nu kunnen de makers hun nanobots of onderdelen ervan bestuderen en verbeteren.

Geweldig!

[spier084]

Het is een mooie ontwikkeling voor laboratoria in ziekenhuizen. Voor de patientspecifieke kliniek is dit een stapje te klein. Huidige MRI scanners in de kliniek hebben een resolutie van tussen de 0.1 en 0.5 mm, en een gevoeligheid in de range van nmol/L tot mmol/L. Deze zullen nooit op moleculair niveau kunnen waarnemen, slechts anatomische eigenschappen (tumoren, vaatvernauwingen) of physiologische en metabolische processen.

Toepassing van een nano-mri scanner in een kliniek zal lastig worden. Om zo'n lage resolutie te krijgen zal een zeer hoog magnetisch veld moeten worden gebruikt wat ook de nodige risico's met zich meebrengt. Denk aan het ontstaan van Eddy currents in de hersenen die weefsel ongewenst verwarmen.

bron:
http://en.wikipedia.org/wiki/Eddy_current

als iemand een zeer uitgebreide introductie in MRI nodig heeft:
http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/

[Reactie gewijzigd door spier084 op 26 juli 2024 21:34]

[vgroenewold]

Het zal dan ook voornamelijk voor research doeleinden gebruikt gaan worden. Ik vind dit soort vindingen echt schitterend, voor het bestuderen van cellen (ik ben dan bezig met onderzoek aan mitose) zou ik het al heel interessant vinden. Op een gegeven moment kom je zo op een niveau dat je wellicht structuren van eiwitten direct kan "waarnemen" in hun natieve toestand, iets wat nu nog zeer problematisch is (de techniek van kristalisatie en x-ray imaging is te beperkt). edit: Waarbij long hieronder nog wel een belangrijk punt aangeeft, het moet dan wel mogelijk zijn dat je of supersnel kan scannen of de eiwitten op milde wijze kan vastpinnen, ik hoop dat dat niet nodig is in de toekomst).

[Reactie gewijzigd door vgroenewold op 26 juli 2024 21:34]

[Clavius]

Het is uberhaupt niet mogelijk een mens te bestuderen, hooguit een paar cellen. De afstand tussen die magnetische tip en de cantiliver is in de orde van nanometers.

[Dr C]

Heeft iemand al wat plaatjes die hiermee gemaakt zijn gespot? Ik ben erg benieuwd

[Bartske]

Zou een mri-nanoscoop niet een betere naam zijn? Dit klinkt een beetje dubbel.

edit:

of eigenlijk zou een nano mriscanner een nog betere naam zijn, aangezien dit niet echt een microscoop is maar het principe berust op een mri scanner

[Reactie gewijzigd door Bartske op 26 juli 2024 21:34]

[The Jester]

Het woord Microscoop is aan revisie toe: Nanoscoop is meer op z'n plaats.
Of natuurlijk, in dit geval "MRIcroscoop"