IBM Forschungsdurchbruch eröffnet der Magnetresonanzbildtechnik MRI den Nanobereich

Signifikanter Fortschritt bei der Bilddarstellung molekularer Strukturen

24.04.2007

IBM hat bekannt gegeben, daß Forscher des IBM Almaden Research Center den Einsatz von Magnetresonanzbildtechnik (Magnetic Resonance Imaging, MRI) zur Visualisierung von Objekten im Nanometer-Bereich vorgeführt haben. Diese Technik macht die MRI-Nutzung zum ersten Mal im Nanobereich verfügbar und ist laut Unternehmen ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einem Mikroskop, das einzelne Atome in drei dimensionaler Auflösung "sehen" könnte.

Durch den Einsatz von Magnetresonanzkraft-Mikroskopie (MFRM) haben die IBM Forscher eine zweidimensionale Abbildung von Objekten in einer Größe von nur 90 Nanometern vorgeführt. Dies ist ein wichtiger Fortschritt auf demWeg zur dreidimensionalen Abbildung von Objekten im atomaren Größenbereich. Eine solche Bildtechnik könnte ein besseres Verständnis beispielsweise der Funktionsweise von Proteinen fördern. Dies könnte auch zu einer effizienteren Entwicklung von Medikamentenwirkstoffen führen.

MFRM ermöglicht eine Bilddarstellungsempfindlichkeit, die bis zu 60.000 mal besser ist als die gegenwärtiger Magnetresonanz-Bildtechnologie (MRI). MFRM nützt dabei etwas, das als Force Detection ("Kraftentdeckung") bekannt ist, um die Empfindlichkeitsgrenzen konventioneller MRI zu überwinden. Damit können Strukturen gesehen werden, die andernfalls zu klein für eine Darstellung wären.

Um dieses Ergebnis zu erzielen, haben die Forscher spezielle magnetische Spitzen für ihr Mikroskop entwickelt, und damit dessen Fähigkeit optimiert, den ultraschwachen Magnetismus von Atomkernen zu messen und zu beeinflussen. Konventionelle medizinische MRI arbeitet in einer Größenordnung, die mindestens eintausendmal "gröber" ist; sogar die spezialisierteste MRI-Mikroskopie war bisher limitiert bei einer Auflösung von circa 3 Mikrometern, oder 3000 Nanometern.

Originalveröffentlichung: H. J. Mamin, M. Poggio, C. L. Degen, D. Rugar; "Nuclear magnetic resonance imaging with 90-nm resolution."; Nature Nanotechnology 2007.

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