日本科学家首次在MRI中应用富勒烯极化剂，推动医学成像技术革新
作为现代医学诊断的关键工具，磁共振成像（MRI）尽管已广泛应用，但在灵敏度和应用范围方面仍有提升空间。近年来，动态核极化（DNP）技术被视为增强MRI图像分辨率的重要手段，但其通常需要复杂的晶体材料与极化剂配合，制备过程较为繁琐。近日，东京大学研究人员成功展示了富勒烯分子作为极化剂在MRI中的应用，为医学成像领域带来新的可能性。
MRI通过强磁场使人体组织中的水分子质子有序排列，并利用无线电波探测其恢复过程中的信号，以区分不同类型的组织。然而，该技术主要适用于含水量较高的样本。为了拓展MRI在生物医学中的应用边界，研究团队不断探索新的极化策略。东京大学化学系柳井信弘教授团队提出，富勒烯可作为高效的极化媒介，其独特结构可在无需超低温或超强磁场的条件下实现显著极化效果。实验结果表明，富勒烯可使无定形玻璃材料中的极化率提升至14.2%，达到医学应用的基本要求。
富勒烯，又被称为巴基球，是由碳原子构成的球形分子，具有良好的化学稳定性和可修饰性。研究人员通过特定修饰工艺，使富勒烯能够在外界刺激下保持极化状态，并通过电子自旋极化机制增强MRI信号强度。研究生坂本纪太解释称，目标分子的极化过程在体外完成，随后将处理过的样品注射到模拟人体环境的实验对象中。该方法无需依赖昂贵的液氦冷却系统，从而显著降低了设备运行成本。
研究团队下一步计划开发具有生物相容性的富勒烯基材料，用于医学相关分子的超极化处理，并计划在动物模型中进行高灵敏度MRI验证。如果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年内应用于临床实践，为精准医学和疾病早期检测提供新的技术支撑。
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