Nueva tecnología RM aplica resolución especial de nanómetros

Los investigadores han diseñado una técnica de resonancia magnética nuclear (RM) que aplica resoluciones espaciales de aproximadamente 10 nm.

Esto representa un avance significativo en la sensibilidad RM; las técnicas actuales de RM usadas típicamente en imagenología médica generan resoluciones espaciales en la escala de milímetros, con los dispositivos de investigación dando la resolución espacial más alta de unos pocos micrómetros.

“Este es un resultado experimental muy prometedor”, dijo el físico Dr. Raffi Budakian de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (U de I; EUA), quien lideró el grupo de investigación. “Nuestro método acerca a la RM un paso cerca en su progreso eventual hacia la imagenología a escala atómica”.

La RM es muy usada en la práctica clínica para diferenciar el tejido patológico del tejido sano. Es no invasiva e inofensiva para el paciente, usando campos magnéticos fuertes y campos electromagnéticos no ionizantes en el rango de radiofrecuencia, diferente a las tomografías computarizadas (TCs) y los rayos-x convencionales, los cuales usan radiación ionizante más peligrosa.

La RM usa campos magnéticos estáticos y dependientes del tiempo para detectar la respuesta combinada de conjuntos grandes de rotaciones nucleares de moléculas localizadas dentro de volúmenes a escala de milímetros en el cuerpo. Aumentando la resolución de detección de milímetro al rango de nanómetro sería un sueño tecnológico convertido en realidad.

La técnica nueva introduce dos componentes novedosos para superar los obstáculos de aplicación de las técnicas RM pulsadas tradicionales en sistemas a nano-escala. Primero, un protocolo único para la manipulación de la rotación aplica pulsos de campo magnético de radiofrecuencia periódicos para codificar correlaciones temporales en la polarización estadística de las rotaciones nucleares en la muestra. Segundo, una constricción de metal a nano-escala centra la corriente, generando pulsos de campo, magnético intensos.

En su demostración de prueba-de-principio, el equipo usó un sensor de resonancia magnética ultrasensible basado en un oscilador de nano-alambre de silicona para reconstruir una imagen de proyección bidimensional de la densidad del protón en una muestra de poliestireno en resolución espacial a nano-escala. “Esperamos que esta técnica nueva se convierta en un paradigma para la resonancia magnética a nano-escala y la espectroscopía en el futuro”, añadió el Dr. Budakian. “Es compatible con y puede ser incorporada en las tecnologías RM convencionales existentes”.

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University of Illinois at Urbana-Champaign