富勒烯分子在MRI中的应用展示医学成像新潜力
磁共振成像（MRI）在医学诊断中扮演着重要角色，但其灵敏度仍有提升空间。近年来，动态核极化（DNP）技术被视为提升MRI性能的关键方法，然而，传统DNP依赖晶体材料和复杂极化剂的混合工艺，导致制备过程较为繁琐。近日，东京大学联合研究团队首次成功利用富勒烯分子作为极化剂应用于MRI，不仅简化了操作流程，还大幅提升了成像清晰度，为医学成像技术带来了新的突破。
MRI利用强磁场对组织中的水分子质子进行有序排列，并通过无线电波激发质子释放信号，以此判断组织结构。由于水分子在体内分布广泛，MRI主要适用于此类样本。为进一步拓展其应用范围，科学界持续探索替代方法。东京大学化学系柳井信弘教授领导的研究团队提出，利用富勒烯分子实现目标分子的高效极化，能够在常温、常磁场条件下完成操作，大大降低了实验门槛。实验结果显示，富勒烯可将某些玻璃状材料中的极化效率提升至14.2%，已满足生物医学研究的基本需求。
富勒烯，又名巴基球，是由60个碳原子组成的球形分子结构，具备良好的化学稳定性和可修饰性，是理想的材料平台。研究团队对富勒烯进行了表面修饰，使其能够长时间保持极化状态，并通过电子自旋极化机制增强核磁信号。研究生坂本纪太指出，这一极化过程在体外完成，处理后的样品可注射至模拟患者体内，且无需使用液氦等低温冷却介质，显著降低了设备成本。下一步，该团队计划开发具备生物相容性的富勒烯基质，并针对具有临床价值的分子进行超极化处理，计划首先在动物模型中验证其高灵敏度MRI效果。如果实验顺利推进并进入临床试验阶段，该技术有望在未来10至20年内应用于实际医疗场景。
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