日本科研团队首次利用富勒烯分子作为极化剂，推动MRI技术革新
磁共振成像（MRI）作为现代医学影像技术的重要组成部分，广泛应用于临床诊断。尽管已取得诸多进展，但其在灵敏度与应用范围方面仍面临挑战。动态核极化（DNP）技术被视作提升MRI性能的关键手段，然而其依赖于复杂的晶体材料和特定极化剂，限制了实际应用。近日，来自东京大学的研究团队首次展示了富勒烯分子在MRI中的极化剂作用，为医学影像技术带来了新的可能性。
MRI的基本原理是通过强磁场对组织中的水分子质子进行定向排列，再借助射频脉冲激发其共振信号，从而生成图像。但这种方法主要适用于含水量较高的组织，难以覆盖更多生物分子。为拓展检测能力，研究人员正不断探索替代方案。东京大学化学系柳井信弘教授团队提出，使用富勒烯分子作为极化媒介，不仅简化了传统DNP流程，还避免了低温与高磁场环境，显著提升了极化效率。实验结果显示，富勒烯可使无定形玻璃状材料的极化率提高至14.2%，已达到生物医学应用的初步标准。
富勒烯，又称为巴基球，是一种由碳原子组成的球形分子结构，具有良好的化学稳定性和可修饰性。研究团队通过表面功能化处理，使富勒烯能够稳定地保持极化状态，并将电子自旋极化有效地转移到目标分子上，从而增强MRI的成像信号。研究生坂本纪太表示，该技术的极化过程可在体外完成，经过处理的样品随后可注射进入模拟患者体内。由于无需依赖液氦等低温冷却剂，该方法在成本控制方面具有明显优势。
研究团队下一步计划开发具备生物相容性的基质材料，以实现对多种具有医学价值分子的超极化。他们拟在动物模型中验证该技术的成像灵敏度与可行性。若实验进展顺利，并进入临床试验阶段，这项创新有望在未来10至20年内进入医疗应用领域，为疾病诊断与治疗监测提供更精准的工具。
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