분자 클로즈업

분자 클로즈업

타임 스탬프 : 18 년 2023 월 5 일 오전 05:XNUMX
소스 노드 : 1964230
18 년 2023 월 XNUMX 일 (나노 워크 뉴스) 무릎 MRI 검사를 받으러 간다고 상상해 보세요. 이 스캔은 약 XNUMX입방밀리미터의 해상도로 무릎에 존재하는 물 분자의 밀도를 측정합니다. 이는 예를 들어 무릎의 반월판이 찢어졌는지 여부를 판단하는 데 유용합니다. 하지만 XNUMX입방 나노미터, 즉 현재 MRI 스캐너가 생성할 수 있는 최고의 해상도보다 약 XNUMX조 배 작은 단일 분자의 구조 데이터를 조사해야 한다면 어떻게 될까요? 이것이 Weizmann Institute of Science의 화학 및 생물학 물리학과의 Amit Finkler 박사의 목표입니다. 최근 연구에서는 (실제 검토 적용, “자기 단층 촬영을 이용한 단일 전자 스핀 매핑”), Finkler, PhD 학생 Dan Yudilevich 및 독일 슈투트가르트 대학의 공동 연구자들은 개별 전자를 이미징하는 새로운 방법을 시연하면서 그 방향으로 큰 진전을 이루었습니다. 현재 초기 단계에 있는 이 방법은 언젠가 다양한 종류의 분자를 이미징하는 데 적용될 수 있으며, 이는 의약품 개발과 양자 물질의 특성화에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 본문 실험 설정: 각 기둥의 상단에 평균적으로 30배(상단) 및 2,640배(하단)로 확대된 하나의 센서가 있는 32,650미크론 두께의 다이아몬드 막 현재의 자기공명영상(MRI) 기술은 이 기술은 수십 년 동안 다양한 질병을 진단하는 데 중요한 역할을 했습니다. 하지만 이 기술은 수많은 삶에 획기적인 발전을 이루었지만 해결해야 할 몇 가지 근본적인 문제가 남아 있습니다. 예를 들어, MRI 판독 효율은 매우 낮기 때문에 작동하려면 수천억 개의 물 분자 샘플 크기가 필요합니다. 이러한 비효율성의 부작용은 출력이 평균화된다는 것입니다. 대부분의 진단 절차에서는 평균화가 최적이지만 너무 많은 구성 요소를 평균화하면 일부 세부 정보가 손실되어 더 작은 규모로 발생하는 중요한 프로세스가 숨겨질 수 있습니다. 그것이 문제인지 아닌지는 묻는 질문에 따라 다릅니다. 예를 들어, 꽉 찬 축구 경기장에 모인 군중의 사진에서 감지할 수 있는 많은 정보가 있지만 사진은 아마도 최고의 도구가 아닐 것입니다. 열네 번째 줄 세 번째 자리에 앉은 사람의 뺨에 있는 점에 대해 더 알고 싶을 때 사용합니다. 두더지에 대한 더 많은 데이터를 수집하려면 더 가까이 다가가는 것이 좋을 것입니다. Finkler와 그의 동료들은 본질적으로 분자 클로즈업 샷을 제안하고 있습니다. 이러한 도구를 사용하면 연구자들은 중요한 분자의 구조를 면밀히 검사할 수 있고 새로운 발견으로 이어질 수 있습니다. 또한, 의약품 개발의 초기 단계와 같이 작업 자체에 작은 "캔버스"가 필수적인 경우도 있습니다. 그렇다면 개별 분자에 이르기까지 작은 샘플에서도 작동할 수 있는 보다 정확한 MRI 등가물을 어떻게 얻을 수 있습니까? Finkler, Yudilevich 및 Stuttgart의 Drs. Rainer Stöhr와 Andrej Denisenko는 전자의 정확한 위치를 찾아낼 수 있는 방법을 개발했습니다. 이는 양자 센서로 사용되는 특수 합성 다이아몬드의 원자 크기 결함인 질소 공극 중심 부근의 회전 자기장을 기반으로 합니다. 원자 크기로 인해 이 센서는 주변 변화에 특히 민감합니다. 양자 특성으로 인해 단일 전자가 존재하는지 여부를 구별할 수 있어 특히 개별 전자의 위치를 ​​놀라운 정확도로 측정하는 데 적합합니다. Finkler는 "이 새로운 방법은 구조, 기능 및 역학의 신성한 분자 삼위일체를 더 잘 이해하려는 노력의 일환으로 기존 방법에 대한 보완적인 관점을 제공하는 데 활용될 수 있습니다"라고 말했습니다. Finkler와 그의 동료들에게 이 연구는 정밀한 나노이미징을 향한 중추적인 단계이며 그들은 이 기술을 사용하여 다양한 종류의 분자를 이미지화할 수 있는 미래를 구상합니다. 그들의 클로즈업.

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