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諾貝爾獎寵兒:揭秘不被人熟知的弛豫核磁技術
2018年08月24日 14:17:57
來源：中國化工儀器網 作者：WL 點擊量：10986
我們常常將核磁共振技術比作“諾貝爾獎寵兒”，因為在見證核磁共振技術成長的歷程中，諾貝爾獎從不曾缺席。從核磁發現到核磁共振成像的80多年時間里，有關核磁共振的研究就曾獲得超過六次諾貝爾獎。核磁共振技術存在意義之重大不言而喻。談及核磁共振技術，人們腦子里浮現的大多是醫院放射科的MR磁共振成像，亦或者是化學實驗室的NMR核磁共振波譜，卻忽略了另一種核磁技術——低場(弛豫)核磁。
【中國化工儀器網 本網視點】我們常常將核磁共振技術比作“諾貝爾獎寵兒”，因為在見證核磁共振技術成長的歷程中，諾貝爾獎從不曾缺席。從核磁發現到核磁共振成像的80多年時間里，有關核磁共振的研究就曾獲得超過六次諾貝爾獎。核磁共振技術存在意義之重大不言而喻。談及核磁共振技術，人們腦子里浮現的大多是醫院放射科的MR磁共振成像，亦或者是化學實驗室的NMR核磁共振波譜，卻忽略了另一種核磁技術——低場(弛豫)核磁。
那么，關于核磁共振的定義又是怎樣的呢？核磁共振是指在外加靜磁場基礎上再施加射頻磁場，當射頻長的頻率與核磁場中的質子進動頻率匹配時發生共振。低能級的磁性核吸收一個輻射量子躍遷至較高能級，磁矢量發生偏移，這就是核磁共振的產生。其中，弛豫則是指任何系統都有在外界激勵撤銷后，回到原本(原始、平衡)狀態的興致，這種從激勵狀態回到平衡狀態的過程就是弛豫過程。弛豫核磁的特點是測試過程無需樣品處理、無需屏蔽房(幾乎無附加費用)、無需制冷劑(幾乎無后期維護費用)且無損、快速、準確，成像技術更直觀。
來自江蘇省的蘇州紐邁分析儀器有限公司(以下簡稱“紐邁分析”)是我國的弛豫核磁技術的代表性企業之一。公司研發的多款產品實現了低場核磁技術在食品農業領域、生命醫藥領域以及材料領域等的廣泛應用。在食品農業領域，肉禽以及水產食品的水結合狀態、含量、分布和移動性都會對食物的持水性、鮮嫩程度、儲藏等方面產生影響，為此，紐邁分析專門研究了在原料肉凍融過程中，由于反復凍融所引起的肌纖維蛋白結構的變化、冷凍鱈魚貨架期及品質變化等。公司首創的高通量含油汗水分析，能夠實現對奶制品、肉制品、膏狀粉狀香精香料、油脂作物的實時檢測。該技術只需20秒時間就能實現對樣品中所有脂肪的檢測，且測試過程不會對食物產生任何的危害。
在生命醫藥領域，弛豫核磁的磁傳感水分子探針，能夠進行DNA檢測、癌細胞檢測、血紅蛋白氧化程度檢測、瘧原蟲檢測、重金屬離子檢測等。此外，該技術還能在不犧牲、不麻醉小動物的前提下快速簡便的分析出動物的脂肪含量、瘦肉含量和自由體液含量。通過對比組給藥組脂肪瘦肉含量的對比，實現對動物脂肪含量定量無損的分析。這一技術優勢使得弛豫核磁廣泛運用在食品營養學、肥胖癥、糖尿病等病理研究領域。
在材料領域，紐邁分析推出的顆粒表面特性分析儀，根據顆粒外層吸附水與自由水的弛豫時間差異來推導出濕式比表面積，以此來評價顆粒在懸浮體系中的團聚程度，得到原位的真實溶劑覆蓋顆粒表面面積。該儀器主要應用在半導體拋光液、電子漿料以及新材料石墨烯等領域。
從發展趨勢來看，未來的低場核磁技術也會順應整個科學儀器發展的潮流，朝著專業化、小型化和低成本的方向發展。此外，儀器的靈敏度、耐溫耐壓和現場快速檢測能力也會提高。低場核磁共振技術是一種快速無損的檢測技術，它具有測試速度快、靈敏度高、無損、綠色等優點。隨著時間的累積，低場核磁技術會愈加成熟，其在食品品質分析、種子育種、石油勘探、生命科學和材料研究等領域的應用也會越來越廣泛。
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