日本科研团队首创富勒烯分子作为极化剂，推动MRI技术革新
磁共振成像（MRI）作为现代医学中不可或缺的诊断工具，虽然在临床中广泛应用，但在灵敏度方面仍有待突破。动态核极化（DNP）技术被认为是提升MRI灵敏度的关键，但传统方法依赖于晶体材料与极化剂的结合，制备过程复杂，限制了其普及。最近，东京大学的研究团队取得重要进展，首次将富勒烯分子成功应用于MRI中的极化过程，这一创新有望显著增强成像清晰度，为医学影像领域开辟新的可能性。
MRI成像基于强磁场环境中水分子中氢质子的排列原理，通过检测质子恢复过程中的信号来区分不同组织类型。然而，由于水分子含量是信号强度的基础，该技术难以有效应用于非水基生物样本。为解决这一局限性，科研人员持续探索新的极化策略。柳井信弘教授领导的东京大学化学系团队提出，富勒烯分子可作为替代极化剂，其优势在于能够在常温常压条件下实现高效极化，无需依赖低温或高磁场环境。实验结果表明，富勒烯可使无定形玻璃样品的极化率提升至14.2%，已达到生物成像应用的基本要求。
富勒烯，又称巴克球，是由碳原子构成的球状分子，具有良好的化学稳定性和可修饰性，因此被广泛研究用于功能材料的开发。该团队通过化学修饰方法，使富勒烯在极化过程中保持稳定，并利用电子自旋极化传递机制增强核磁信号。研究生坂本纪太指出，目标分子的极化过程可在外源条件下完成，随后将处理后的样品注入模拟体内环境。该方法省去了对液氦冷却剂的依赖，从而显著降低了设备运行成本。
研究团队下一步计划开发适用于体内环境的生物相容性基质，以实现对具有医学价值分子的超极化处理，并优先在动物模型中测试其在高灵敏度MRI中的性能表现。若动物实验取得成功并进入临床验证阶段，该技术有望在未来10至20年内实现临床转化，为疾病早期诊断和治疗评估带来深远影响。