日本研究人员首次在MRI中应用富勒烯作为极化剂，推动医学成像技术革新
磁共振成像（MRI）作为现代医学诊断的核心工具之一，尽管在临床中已得到广泛应用，但在成像灵敏度和应用广度方面仍有提升空间。近年来，动态核极化（DNP）技术被视为提升MRI灵敏度的关键手段，但该技术通常依赖于特定晶体材料与极化剂的混合，操作复杂且制备条件严苛。近日，由东京大学主导的研究团队成功展示了富勒烯分子在MRI中作为极化剂的应用潜力，这一成果有望显著改善目标分子在成像时的清晰度，为医学影像领域带来新的技术突破。
MRI的成像原理依赖于强磁场的作用，使水分子中的质子排列整齐，并通过无线电波激发质子的共振信号，从而区分不同组织的类型。然而，这种依赖于水分子特性的机制也限制了MRI在非水溶性样本上的应用。为了拓展MRI的检测边界，科研人员持续探索新型极化策略。东京大学化学系柳井信弘教授团队提出，通过富勒烯分子实现靶向极化，无需依赖极低温或超强磁场条件，即可完成高效的极化过程。实验数据显示，富勒烯能够将无定形玻璃样物质的极化率提升至14.2%，已达到适用于生物样本的标准。
富勒烯，或称作巴基球，是一种由碳原子组成的球形分子，具有高度的结构稳定性和可修饰性，被广泛应用于功能材料的开发。在此次研究中，研究人员对富勒烯进行了结构修饰，使其能够在特定条件下维持极化状态，并通过电子自旋极化机制增强核磁信号。团队成员、研究生坂本纪太表示，目标分子的极化过程可在体外完成，处理后的样品随后被注入模拟患者体内。该方法无需使用液氦作为冷却剂，从而大幅降低了设备运行成本。下一步，研究团队计划开发具备生物相容性的富勒烯基质，用于对具有医学价值的分子进行超极化，并在动物模型中验证其成像性能。若实验进展顺利并进入临床试验阶段，这项技术有望在未来10至20年内进入临床应用。
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