volumes
Magnetische resonantie nu ook in piepkleine volumes
Promovendus UT ontwikkelt nieuwe methode voor NMR
Het is nu mogelijk om met Nuclear Magnetic Resonance heel kleine
samples te analyseren. Dankzij een speciaal geconstrueerde detector,
een `stripline', is de gevoeligheid te vergroten terwijl toch de
resolutie behouden blijft. De analysetechniek wordt daarmee ook
geschikt voor het meten van vloeistoffen die beperkt beschikbaar zijn,
zoals plantenextracten en lichaamsvloeistoffen van kleine dieren.
Jacob Bart, promovendus aan de Universiteit Twente, ontwikkelde deze
nieuwe techniek. Hij promoveert vandaag bij het MESA^+ Instituut voor
Nanotechnologie van de Universiteit Twente.
Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is een techniek die het mogelijk
maakt om de driedimensionale structuur van een molecuul te ontrafelen.
Met deze methode kunnen artsen ziekten diagnosticeren en chemici
bijvoorbeeld nieuwe medicijnen ontwikkelen. NMR was tot nu toe alleen
gevoelig genoeg bij volumes die groter zijn dan 500 microliter.
Onderzoekers willen de techniek ook graag toepassen op kleinere
vloeistofmonsters zoals lichaamsvloeistoffen van kleine dieren, of
chemicalien die zeer giftig, schaars of duur zijn, maar tot nu toe was
de gevoeligheid daarvoor onvoldoende.
NMR, waarvan de MRI-scanner in het ziekenhuis een variant is, maakt
gebruik van de `spin' die een atoom heeft. Een spin is een magnetisch
verschijnsel, dat meetbaar wordt als het zich in een sterk magnetisch
veld bevindt. Wordt nu, behalve het sterke magnetisch veld, een klein
oscillerend magneetveld aangebracht, dan belandt de spin in een andere
toestand en komt er een beetje energie vrij. Die energie is te meten
en geeft informatie over de samenstelling en structuur van het
molecuul waarin het atoom zich bevindt.
Stripline
Bij kleinere volumes wordt het een probleem om het signaal van de
spins te meten zonder het tegelijk te verstoren. Simpelweg verkleinen
van de benodigde detectorspoel werkt niet. Een afwijkende vorm van de
spoel wèl, concludeert de promovendus. Zijn `stripline' is een platte
strip die parallel met het magnetische veld is gepositioneerd. Een
elektrische stroom door de stripline genereert het kleine oscillerende
magnetisch veld. Dankzij de speciale vorm ontstaan er geen
verstoringen in het magnetisch veld, waardoor de resolutie gehandhaafd
blijft.
De ontwikkelde stripline heeft nog meer voordelen ten opzichte van de
standaard methode. In een standaard NMR systeem moet telkens handmatig
een nieuw monster geplaatst worden. De nieuwe stripline kan
aangesloten worden op een pompje, waarmee snel samples gewisseld
kunnen worden. Hierdoor werkt het systeem sneller en kunnen zelfs
chemische reacties live gevolgd worden.
Universiteit Twente