Sebuah close-up molekuler

18 Feb 2023 (Berita Nanowerk) Bayangkan melakukan pemindaian MRI pada lutut Anda. Pemindaian ini mengukur kepadatan molekul air yang ada di lutut Anda, dengan resolusi sekitar satu milimeter kubik – yang bagus untuk menentukan apakah, misalnya, robekan meniskus di lutut. Tetapi bagaimana jika Anda perlu menyelidiki data struktural dari satu molekul yang berukuran lima nanometer kubik, atau sekitar sepuluh triliun kali lebih kecil dari resolusi terbaik yang mampu dihasilkan oleh pemindai MRI saat ini? Itulah tujuan Dr. Amit Finkler dari Departemen Fisika Kimia dan Biologi Weizmann Institute of Science. Dalam sebuah studi baru-baru ini (Ulasan Fisik Diterapkan, “Memetakan Putaran Elektron Tunggal dengan Tomografi Magnetik”), Finkler, mahasiswa PhD Dan Yudilevich dan kolaborator mereka dari Universitas Stuttgart, Jerman, telah berhasil mengambil langkah besar ke arah itu, mendemonstrasikan metode baru untuk mencitrakan masing-masing elektron. Metode ini, sekarang dalam tahap awal, mungkin suatu hari nanti dapat diterapkan untuk pencitraan berbagai jenis molekul, yang dapat merevolusi pengembangan obat-obatan dan karakterisasi bahan kuantum. Pengaturan eksperimental: Membran berlian setebal 30 mikron dengan satu sensor, rata-rata, di bagian atas setiap kolom, diperbesar 2,640 kali (atas) dan 32,650 kali (bawah) Teknik pencitraan resonansi magnetik (MRI) saat ini telah penting dalam mendiagnosis berbagai macam penyakit selama beberapa dekade, tetapi meskipun teknologinya telah menjadi terobosan bagi banyak nyawa, ada beberapa masalah mendasar yang masih harus diselesaikan. Misalnya, efisiensi pembacaan MRI sangat rendah, membutuhkan ukuran sampel ratusan miliar molekul air – jika tidak lebih – agar dapat berfungsi. Efek samping dari inefisiensi tersebut adalah bahwa output kemudian dirata-ratakan. Untuk sebagian besar prosedur diagnostik, rata-rata sudah optimal, tetapi ketika Anda menghitung rata-rata begitu banyak komponen yang berbeda, beberapa detail hilang – mungkin menyembunyikan proses penting yang terjadi dalam skala yang lebih kecil. Apakah itu masalah atau tidak tergantung pada pertanyaan yang Anda ajukan: Misalnya, ada banyak informasi yang dapat dideteksi dari foto kerumunan orang di stadion sepak bola yang penuh sesak, tetapi foto mungkin bukan alat terbaik. digunakan jika kita ingin mengetahui lebih banyak tentang tahi lalat di pipi orang yang duduk di kursi ketiga dari baris keempat belas. Jika kami ingin mengumpulkan lebih banyak data tentang tahi lalat, semakin dekat mungkin akan menjadi cara yang tepat. Finkler dan kolaboratornya pada dasarnya menyarankan bidikan close-up molekuler. Menggunakan alat semacam itu dapat memberi para peneliti kemampuan untuk memeriksa struktur molekul penting dengan cermat, dan mungkin membuka jalan menuju penemuan baru. Selain itu, ada beberapa kasus di mana “kanvas” kecil akan sangat penting untuk pekerjaan itu sendiri – seperti pada tahap awal pengembangan farmasi. Jadi bagaimana seseorang dapat mencapai persamaan MRI yang lebih tepat yang dapat bekerja pada sampel kecil – sampai ke molekul individu? Finkler, Yudilevich dan Stuttgart Drs. Rainer Stöhr dan Andrej Denisenko telah mengembangkan metode yang dapat menentukan dengan tepat lokasi sebuah elektron. Ini didasarkan pada medan magnet berputar yang berada di sekitar pusat kekosongan nitrogen – cacat seukuran atom dalam berlian sintetis khusus, yang digunakan sebagai sensor kuantum. Karena ukuran atomnya, sensor ini sangat sensitif terhadap perubahan terdekat; karena sifat kuantumnya, ia dapat membedakan apakah ada elektron tunggal, atau lebih, membuatnya sangat cocok untuk mengukur lokasi elektron individu dengan akurasi yang luar biasa. "Metode baru ini," kata Finkler, "dapat dimanfaatkan untuk memberikan sudut pandang pelengkap untuk metode yang ada, dalam upaya untuk lebih memahami trinitas molekul suci dari struktur, fungsi, dan dinamika." Untuk Finkler dan rekan-rekannya, penelitian ini adalah langkah penting menuju pencitraan nano yang tepat, dan mereka membayangkan masa depan di mana kita dapat menggunakan teknik ini untuk mencitrakan kelas molekul yang beragam, yang semoga siap untuk close-up mereka.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62405.php