东京大学团队探索富勒烯在MRI中的应用，推动医学成像技术创新
磁共振成像（MRI）作为现代医学诊断的重要手段，尽管已广泛应用于临床，但仍面临提升图像灵敏度和检测能力的挑战。动态核极化（DNP）技术被认为是增强MRI性能的关键，但其依赖于特定晶体材料与极化剂的混合，制备过程复杂。近日，东京大学研究团队首次在实验中展示富勒烯分子作为新型极化剂在MRI中的应用潜力，有望大幅提升目标分子在成像中的分辨率和清晰度，为医学成像技术带来新的突破。
MRI的基本原理是利用强磁场使组织中的氢质子对齐，随后通过射频脉冲激发质子并接收其弛豫过程中的信号，从而生成组织图像。但这种方法主要适用于含水量较高的样本，限制了其检测范围。为扩展MRI的应用边界，研究者持续寻找更有效的极化手段。柳井信弘教授团队提出，通过富勒烯分子实现靶向极化，不仅省去了极低温和强磁场的依赖，还能在常温下完成高效极化过程。实验数据表明，该方法使无定形玻璃材料的极化率达到了14.2%，符合生物医学应用的基本要求。
富勒烯，也被称为巴基球，是由60个碳原子构成的球形分子，具备良好的化学稳定性和可修饰性，广泛应用于功能材料的开发。研究团队通过化学手段对富勒烯进行改性，使其能够维持稳定的极化状态，并通过电子自旋极化作用增强核磁信号。团队成员坂本纪太指出，目标分子的极化过程可在体外完成，处理后通过注射进入模拟体内环境，这种方法避免了传统液氦冷却步骤，显著降低了设备运行成本。下一步，研究团队计划开发适合体内使用的生物相容性基质，对具有临床价值的分子进行超极化处理，并在动物模型中验证其高灵敏度MRI的效果。如果相关实验顺利推进并进入临床试验阶段，这项技术有望在未来10至20年间逐步应用于实际医疗诊断。
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