日本科研团队首次利用富勒烯分子作为极化剂，推动MRI成像技术革新
磁共振成像（MRI）作为现代医学中不可或缺的诊断工具，尽管已广泛应用，但在成像灵敏度方面仍有优化空间。动态核极化（DNP）技术被视为提升MRI灵敏度的关键，然而传统方法依赖复杂晶体材料与特殊极化剂的混合，使得制备过程繁琐且成本高昂。近日，由东京大学领衔的研究团队首次展示了富勒烯分子作为极化剂的可行性，该技术成功提高了DNP目标分子在MRI成像中的信号强度与分辨率，为医学影像领域带来新的研究方向。
MRI的基本原理是利用强磁场使水分子中的质子定向排列，再借助无线电波探测其在重新排列过程中释放的信号，从而区分不同组织特性。但这种方式主要适用于含水量高的样本，限制了其在更广泛生物分子上的应用。为扩大成像适用范围，研究人员持续探索替代方案。东京大学化学系柳井信弘教授团队提出，利用富勒烯分子作为靶向极化介质，可在常温常磁场条件下实现高效的信号增强效果。实验结果显示，该方法将无定形玻璃材料的极化效率提升至14.2%，达到满足生物医学应用的水平。
富勒烯，也称作巴克球，是一种由碳原子组成的球形纳米结构，具有高度可修饰性，广泛应用于功能材料开发。研究团队对富勒烯进行分子修饰，使其能够稳定维持极化状态，并通过电子自旋极化将信号传递至目标分子，从而增强MRI的成像信号。研究生坂本纪太指出，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，该流程无需依赖液氦等低温冷却介质，显著降低了设备运行成本。下一步，研究团队计划开发适用于生物体的兼容性极化基质，对具有潜在医学价值的分子进行超极化处理，并在动物模型中测试其高灵敏度MRI表现。若研究顺利推进并通过临床试验验证，该技术或将在未来10至20年内投入临床使用。
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