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湖南幸运赛车:研究人員已經開發出一種顯著提高核磁共振波譜靈敏度的方法

湖南幸运赛车 www.crxpr.com 麻省理工學院的研究人員已經開發出一種顯著提高核磁共振波譜(NMR)靈敏度的方法,該技術用于研究多種分子的結構和組成,包括與阿爾茨海默氏病和其他疾病有關的蛋白質。

亞瑟·阿莫斯·諾耶斯(Arthur Amos Noyes)化學教授羅伯特·格里芬(Robert Griffin)說,使用這種新方法,科學家應該能夠在短短幾分鐘內分析出以前需要數年才能破解的結構。這種依靠微波功率短脈沖的新方法可以使研究人員確定許多至今仍難以研究的復雜蛋白質的結構。

這項研究的資深作者格里芬說:“這項技術將為化學,生物,材料和醫學開辟廣闊的新領域,而這些領域目前尚無法獲得。”

麻省理工學院的博士后Kong Ooi Tan是該論文的主要作者,該論文發表于1月18日的《科學進展》雜志上。前麻省理工學院的博士生Chen Yang和Guinevere Mathies以及布魯克生物旋轉公司的Ralph Weber也是該論文的作者。

增強靈敏度

傳統的NMR利用原子核的磁性來揭示包含這些原子核的分子的結構。通過使用與氫和其他同位素標記的原子(如碳或氮)的核自旋相互作用的強磁場,NMR可以測量這些核的化學位移特征。這些偏移對于每個原子都是唯一的,因此可以用作指紋,可以進一步利用這些指紋來揭示那些原子是如何連接的。

NMR的靈敏度取決于原子的極化,即每個自旋集合中“向上”和“向下”核自旋總體之間差異的度量。極化越大,可獲得的靈敏度越高。通常,研究人員試圖通過施加高達35特斯拉的更強磁場來增加樣品的極化。

麻省理工學院等離子體科學與融合中心的格里芬和理查德·特金(Richard Temkin)在過去的25年中一直在開發另一種方法,該方法使用稱為動態核極化(DNP)的技術進一步增強了極化。該技術涉及將極化的自由基從不成對的電子轉移到正在研究的樣品中的氫,碳,氮或磷核。這增加了極化作用,使發現分子的結構特征變得更加容易。

DNP通常通過使用稱為回旋加速器的儀器用高頻微波連續照射樣品來執行。這將NMR靈敏度提高了約100倍。但是,此方法需要大量功率,并且在可能提供更大分辨率提高的更高磁場下效果不佳。

為了克服這個問題,麻省理工學院的團隊想出了一種方法,該方法可以傳遞短脈沖的微波輻射,而不是連續地暴露微波。通過以特定的頻率傳送這些脈沖,它們能夠將極化強度提高多達200倍。這與傳統DNP所實現的改進類似,但是它僅需要7%的功率,并且與傳統DNP不同,它可以在更高的磁場下實現。

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