Mágneses rezonancia erő mikroszkópia

A mágneses rezonancia erő mikroszkópia (angol, mágneses rezonancia erő mikroszkópia ) a helyi szonda mikroszkópia technológiája . Ez az 1990-es évek eleje óta kifejlesztett nano- MRI folyamat .

Elv

A módszer elsősorban a mágneses rezonancia jelenségén alapul , amelyet már az MRI is megvalósított  : egy rádiófrekvenciás mágneses mező a pörgéseket az egyensúlyból kibillenti, ha azok Larmor frekvencián vannak . A gradiens a mágneses mező térben kód Ez rezonanciafrekvencia térbeli felbontású arányos annak amplitúdója. Másodszor az atomi erő mikroszkópia technikájára támaszkodik . A nanodetektor detektálja a pörgések rezonanciáját egy mechanikus karnak köszönhetően, amely képes vibrálni egy nagyon kis mennyiségű energia elnyelésétől. Rezgését lézeres interferométer érzékeli .

Történelem

A minta inhomogén mezőbe helyezésének hasznosságának felismerése meglehetősen ellentmondásos koncepció egy mágneses rezonancia spektroszkóp számára . A magmágneses rezonancia (NMR) első mechanikai detektálását DF Evans szerezte meg 1955-ben, és sokáig egyszerű technikai bravúrnak vélték, mert nem tudta kihasználni a térbeli kódolás ezen érdeklődését.

Abban az időben Evans új módszereket keresett a nukleáris érzékenység statikus komponensének mérésére. Faraday egyensúlyából inspirálva azt javasolja, hogy a mintát egy inhomogén mezőbe helyezzék annak érdekében, hogy erőt gyakoroljanak rá. Megjegyzi, hogy készülékének érzékenysége összehasonlítható az induktív detektálással. Záró kommentárjában azonban azt írja, hogy technikájának kétségtelenül nincs gyakorlati haszna: szükség van egy inhomogén mező használatára, a spektrális felbontás lényegében rossz.

1961-ben megjegyezzük, hogy A. Abragam említést tett könyvének bevezetőjében, majd 1967-ben Alzetta et al. a difenil- pikril-hidrazil ( DPPH ) elektronikus paramágneses rezonancia jelének mechanikus detektálására . Ebben az esetben a mintát homogén mezőbe helyezzük, és megmérjük a nyomatékot.

A mechanikai észlelés oldalán kevés munka következik évtizedekig. JA Sidles 1991-ben aktualizálta őket, figyelembe véve az MRI-ben, de az atomi erő mikroszkópiában ( AFM ) elért eredményeket is . Sidles hangsúlyozza a térgradienssel arányos detektor használatának előnyét, ami lehetővé teszi a térbeli felbontás nagymértékű növelését az érzékenység romlása nélkül, egy nagyon inhomogén mezőben történő működéssel.

Az első képet 1993-ban készítették az IBM-nél , mikronos felbontással . A nanométeres felbontást 2003-ban érték el. Az egyetlen centrifugálás detektálása 2004-ben sikeres volt. 2009-ben képet kaptunk a dohánymozaik vírusról.

Az ezt követő vizsgálatok a térbeli felbontás figyelemre méltó javulását mutatták az RPE , NMR és RFM képeken .

Hivatkozások

  1. (in) Anatole Abragam, The Principles of Nuclear mágnesesség , Oxford, Oxford University Press,1961
  2. (a) JA Sidles, "  Noninductive kimutatására egy-proton mágneses rezonancia  " , Applied Physics Letters , vol.  58,1991, P.  2854-6 ( DOI  10.1063 / 1.104757 )
  3. O. Zuger és D. Rugar, „  Első képek egy mágneses rezonancia erő mikroszkóppal  ”, Applied Physics Letters , vol.  63,1993, P.  2496–8 ( DOI  10.1063 / 1.110460 , Bibcode  1993ApPhL..63.2496Z )
  4. S. Chao, W. Dougherty, J. Garbini és J. Sidles, „  Nanométeres skálájú mágneses rezonancia képalkotás  ”, Review of Scientific Instruments , vol.  75,2003, P.  1175–81 ( DOI  10.1063 / 1.1666983 , Bibcode  2004RScI ... 75.1175C )
  5. D. Rugar, R. Budakian, H. Mamin és B. Chui, „  Single centrifugálás detektálás mágneses rezonancia mikroszkópiával  ”, Nature , Vol.  430, n o  6997,2004, P.  329–32 ( PMID  15254532 , DOI  10.1038 / nature02658 , Bibcode  2004Natur.430..329R )
  6. CL Degen, M. Poggio, HJ Mamin, CT Rettner és D. Rugar, „  Nanoméretű mágneses rezonancia képalkotás  ”, PNAS , vol.  106, N o  5,2009, P.  1313–7 ( PMID  19139397 , PMCID  2628306 , DOI  10.1073 / pnas.0812068106 , Bibcode  2009PNAS..106.1313D )

Lásd is

Bibliográfia