日本研究团队首次在MRI中应用富勒烯分子作为极化剂 实现医学成像技术革新
磁共振成像（MRI）作为当前医学诊断中不可或缺的技术手段，尽管已广泛应用于临床，但在成像精度和适用范围方面仍有提升空间。其中，提高图像灵敏度是提升MRI性能的关键，而动态核极化（DNP）技术被认为是实现该目标的重要途径。然而，传统DNP依赖于特定晶体材料和极化剂的混合体系，其制备流程复杂，限制了其广泛应用。
近日，东京大学研究团队联合其他机构，首次在实验中展示了富勒烯分子在MRI中的应用潜力。该成果标志着富勒烯可作为新型极化剂，有望提升DNP在医学成像中的性能。该方法显著增强了目标分子在MRI中的信号强度，从而提高了图像的清晰度和分辨率，为医学成像领域开辟了新的研究方向。
MRI原理与扩展检测能力的挑战
MRI技术基于强磁场对水分子中的氢核（质子）进行定向排列，并利用无线电波激发这些质子，通过捕捉其在返回平衡状态时释放的信号，来重建人体内部结构图像。然而，这一机制主要适用于含有丰富水分的组织，限制了其对非水样本的检测能力。
为突破这一瓶颈，研究人员一直在探索新的极化策略。东京大学化学系柳井信弘教授领导的团队提出了一种创新方法——利用富勒烯分子作为极化媒介。该方案无需依赖低温或高强度磁场，即可实现高效的核极化效果。实验数据显示，富勒烯分子能够将无定形玻璃状材料的极化效率提升至14.2%，这一水平已满足在生物系统中应用的基本要求。
富勒烯修饰与生物兼容性探索
富勒烯，又称“巴基球”，是由60个碳原子组成的球形分子结构，具有优异的物理和化学稳定性，并可通过表面修饰形成多种功能化材料。研究团队对富勒烯进行了针对性修饰，使其在保持极化能力的同时，可有效传递电子自旋极化信号，从而增强MRI成像的灵敏度。
研究助理坂本纪太表示，极化过程在体外完成，处理后的样品随后注入模拟生物系统中进行测试。这种方案避免了传统极化方法中对液氦等昂贵冷却剂的依赖，从而大幅降低了设备运行成本。未来，研究团队将进一步开发具备生物相容性的极化基质，以实现对多种医学相关分子的高效极化。
研究计划优先在动物模型中验证该方法的成像性能。若实验结果持续积极，团队将推动进入临床试验阶段。如果一切顺利，该技术有望在未来10至20年内进入临床应用，为MRI成像技术带来深远变革。
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