Les limites de la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire conventionnelle surmontées – ScienceDaily

Des chercheurs de l'Université de Melbourne ont démontré un moyen de détecter les spins nucléaires dans les molécules de manière non invasive, fournissant un nouvel outil pour la biotechnologie et la science des matériaux.

Des recherches importantes en médecine et en biologie s'appuient sur la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), mais jusqu'à maintenant, elle a été limitée en résolution spatiale et nécessite généralement de puissants champs hyperfréquences. Une équipe dirigée par le professeur Lloyd Hollenberg à l'Université de Melbourne a utilisé une sonde quantique pour effectuer une RMN sans micro-ondes à l'échelle nanométrique. Les résultats ont été publiés aujourd'hui dans Nature Communications .

"Cette sonde quantique offre une amélioration spectaculaire de la technologie RMN. En plus de pouvoir détecter la RMN dans des échantillons beaucoup plus petits que les machines classiques, notre technique ne requiert pas l'application de champs hyperfréquences susceptibles de perturber les échantillons biologiques" a déclaré Hollenberg, Qui est directeur adjoint du Centre de technologie de la calcul et de la communication quantique (CQC2T) et Thomas Baker Chair à l'Université de Melbourne.

"En RMN, le but est de détecter le signal magnétique des noyaux des atomes comprenant des molécules. Mais le signal du" spin "nucléaire est très faible et les machines conventionnelles à RMN nécessitent plusieurs millions de tours nucléaires pour détecter tout. , En utilisant les propriétés quantiques d'un «défaut» dans le diamant, notre technique peut détecter des volumes beaucoup plus petits à seulement des milliers de spins. »

La découverte peut surmonter des limites importantes avec des méthodes conventionnelles de RMN, qui dépendent de machines pouvant dépasser 10 tonnes.

«Le problème avec les grandes machines à RMN dans une utilisation répandue aujourd'hui est que les signaux que nous essayons de détecter sont extrêmement petits et que la distance entre le dispositif de mesure et l'objet mesuré est très importante», a déclaré le Dr Alastair Stacey, un chercheur postdoctoral CQC2T.

"Cela crée deux problèmes: la machine ne peut voir qu'une plus grande collection de molécules, ce qui réduit la précision de la mesure. Il faut aussi utiliser des micro-ondes et des champs magnétiques très forts pour atteindre l'échantillon, mais ces processus sont envahissants et peuvent Affectent des bio-échantillons délicats, tout comme le micro-ondes dans votre cuisine, en particulier lorsqu'on tente de voir la structure moléculaire des liquides. "

L'auteur principal James Wood décrit la technique comme «une simplification dramatique du processus de détection nucléaire, où nous illuminons essentiellement un défaut de taille atomique dans le diamant et observons sa réponse naturelle, à un niveau fondamentalement quantique, à la cible nucléaire Tourne à proximité. "

"Un grand avantage de notre approche est que nous n'interfèrent pas avec l'échantillon lors de l'imagerie."

La technique offre de nouvelles opportunités pour les chercheurs.

"Avec ces progrès dans la technologie de la détection quantique, nous ouvrons la porte à un nouveau monde d'investigation scientifique qui pourrait nous amener à mieux comprendre les plus petits éléments constitutifs de la vie", a déclaré Hollenberg.

Source de l'histoire:

Matériel fourni par Centre de technologie de calcul et de communication quantique . Remarque: Le contenu peut être édité pour le style et la longueur.

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