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El Nuevo Método para la Proyección De Imagen Microscópica Atraviesa los Dispositivos de la Laboratorio-en-uno-Viruta de Microfluidic

Published on October 8, 2010 at 3:13 AM

“Resultados Mejores y más rápidos!” es la visita del clarín para que los científicos y los representantes técnicos se esfuercen continuamente mejorar sus herramientas de la investigación.

De las herramientas usadas para estudiar las estructuras materiales en las escalas atómicas y moleculares, no hay ninguno espectroscopia De resonancia magnética más fino que (NMR) Nuclear y su Proyección De Imagen De resonancia magnética de la tecnología de la hija (MRI). ¡Ahora, el último revelado del grupo de investigación de una de las primeras autoridades de la palabra en tecnología de NMR/MRI promete los resultados de NMR/MRI antes de los cuales sea mejor y más rápidamente que nunca - millón de veces más rápidamente!

Estas imágenes remotamente detectadas de MRI ilustran el flujo del agua a través de un canal microfluidic estrecho. Cada imagen es una “foto” del flujo en un momento dado del vuelo, y las imágenes se muestran como proyecciones bidimensionales de los aviones (más inferiores) de YZ (parte superior) y de XZ, donde está la constricción en Y y el flujo total a lo largo del Z.

Con una combinación de la instrumentación alejada, los algoritmos de compresión de imagen del JPEG-estilo y otros aumentos, Pinos de Alexander del químico y piezas dominantes de su grupo de investigación han podido utilizar NMR/MRI a los materiales de la imagen que atravesaban los dispositivos microfluidic de la “laboratorio-en-uno-viruta” y empinadura hacia adentro en objetos microscópicos del interés determinado con resoluciones espaciales y de tiempo sin precedentes. Los Pinos llevan a cabo citas comunes con el Laboratorio Nacional de Lorenzo Berkeley (Laboratorio de Berkeley) y la Universidad de California (UC) en Berkeley.

“Qué me excita más sobre esta nueva metodología es la posibilidad de un móvil, plataforma viruta-basada de NMR/MRI para el análisis microfluidic. ¿Quién sabe? Esto pudo resultar ser útil para la química y la biomedecina,” dice Pinos, que es científico mayor de la facultad en la División de las Ciencias Materiales del Laboratorio de Berkeley y el Glenn T. Seaborg Profesor de la Química en Uc Berkeley.

Esto el último trabajo, que se centró en MRI, ha estado señalada en la Ciencia del gorrón en un papel titulado “Empinadura hacia adentro en Flujo Microscópico por MRI Remotamente Detectado.” Co-Siendo autor del papel con los Pinos ahora eran Vikram Bajaj, que sigue siendo una pieza del grupo de los Pinos, más Jeffrey Paulsen, ahora de la Investigación de la Schlumberger-Muñeca, y Elad Harel, en la Universidad de Chicago.

Dice Bajaj, primer autor en el papel de la Ciencia, “Nosotros han podido demostrar concluyente la capacidad de registrar imágenes microscópicas de objetos macroscópicos que fluyen sin la baja de la sensibilidad, algo que es imposible en MRI convencional. Podíamos también ilustrar cómo MRI se puede utilizar para medir dinámica del flujo cuantitativo y con la alta resolución espacial en dispositivos microfluidic reales. La resolución espacial que logramos es suficiente capturar los resultados de centenares o de millares de análisis paralelos en un dispositivo microfluidic. Además, registramos estas imágenes aproximadamente un millón veces más rápidamente que podría ser hecho con un experimento convencional de MRI. Esto significa que los experimentos que habrían tardado años para terminar, por lo tanto eran poco prácticos de considerar, serían posibles ahora.”

Las señales de NMR/MRI son hechas posibles por una propiedad encontrada en los núcleos atómicos de casi todas las moléculas llamadas la “barrena,” que hace que los núcleos actúan como si fueran imanes de barra. La Obtención de una señal de NMR/MRI depende de un exceso de núcleos en una muestra con la puntería de las barrenas “del norte” o “del sur.” En la fase de la señal-codificación de NMR/MRI, los núcleos se exponen a un campo magnético y se sujetan a los pulsos de la radiofrecuencia de modo que absorban y re-emitan energía en las frecuencias de la firma. En la fase de la señal-detección de NMR/MRI, las frecuencias de las señales codificadas se miden directamente para obtener un espectro (RMN), o se utilizan para obtener un segundo, la señal espacial codificada que se puede entonces traducir a las imágenes (MRI).

MRI se ha convertido en una grapa del remedio moderno, proveyendo de médicos una herramienta diagnóstica que es no invasor, rápida, y no implica ninguna radiación ionizante que pueda dañar las células y el tejido. Sin Embargo, MRI convencional requiere las máquinas en forma de anillo enormes que llenan un cuarto entero y son extremadamente costosas comprar y operatorio. Estos últimos años, los Pinos y su grupo han tomado grandes zancadas hacia la fabricación del compacto de la tecnología de NMR/MRI, del portable y de relativamente barato. Comenzó con el desemparejamiento de la codificación de la señal de NMR/MRI y de los procesos de la detección de señal, que hicieron NMR/MRI alejado posible y abrieron la tecnología en los análisis microfluidic de la laboratorio-en-uno-viruta de gases y de líquidos. Con estas novedades, los Pinos y su grupo han descansado el asiento para las nuevas aplicaciones de NMR/MRI en substancia química portátil y análisis biomédico.

“Nuestra meta es desarrollar los accesorios eléctricos de NMR/MRI para el análisis químico portátil de mezclas complejas, incluyendo sangre, orina, y saliva,” Bajaj dice. “Final, quisiéramos permitir utilizar NMR/MRI en la punta del análisis clínico del cuidado.”

En su nuevo papel de la Ciencia, los Pinos y Bajaj y sus co-autores describen cómo podían aplicar tecnología de MRI a los estudios que la participación microscópica atraviesa los canales microfluidic o biológicos, o a través de los materiales porosos. El clave era la integración de varios nuevos elementos en su configuración alejada de NMR/MRI. Esto incluyó la fabricación de las antenas del microsolenoid MRI con los casquillos microfluidic desmontables del dispositivo, el diseño de las series alejadas de MRI para la codificación espacial en presencia del movimiento, así como para las mediciones velocimetric, y el uso de los algoritmos compresivos del muestreo del JPEG-estilo para la codificación acelerada de la imagen.

“La combinación de los métodos alejados de NMR/MRI con estos nuevos elementos imita espectroscópico la implantación de una bobina alrededor de una característica microscópica del interés y permite que empinadura hacia adentro sobre los detalles microscópicos de las dinámicas microfluidic del flujo en tres dimensiones espaciales,” dice Bajaj. “El mecanismo de la detección alejada es análogo al cinta magnetofónica en las cuales los datos complejos primero se codifican y leen más adelante fuera por un único detector estacionario mientras que la cinta avance.”

Fuente: http://www.lbl.gov/

Last Update: 12. January 2012 06:18

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