Kernspin-Mikroskop: Quantensensor macht Zellwachstum im Körper sichtbar
An der TU München(öffnet im neuen Fenster) hat ein Forschungsteam die Fähigkeiten von Magnetresonanztomographen (MRT) erweitert. Während die gewonnenen Informationen bereits jetzt tief in den menschlichen Körper blicken lassen und Gewebe sichtbar machen, sollen künftig bisher nicht darstellbare Details erkennbar werden.
Hierfür werden die Daten des MRT mit einem Quantensensor analysiert. Dieser besteht aus einem speziell hergestellten Diamantchip, der die Informationen aus der Tomografie in ein fluoreszierendes Lichtsignal umsetzt.
Dieses Signal wird mit einer Kamera aufgenommen und kann in brauchbare Daten umgewandelt werden. Daraus ergibt sich ein Verfahren, das die Forscher als Kernspin-Mikroskopie bezeichnen.
Vervielfachung der Auflösung
Auf diese Weise lässt sich die Auflösung der gewonnenen Bilder aus dem MRT deutlich erhöhen, wobei im Grunde keine neuen Informationen hinzugekommen sind. Die schon immer gelieferten Informationen werden nur genauer ausgewertet.
Im damit sichtbaren Raster mit einer Kantenlänge von lediglich zehn Mikrometern werden die Strukturen einzelner Zellen sichtbar. Auch chemische Reaktionen größerer Moleküle lassen sich beobachten, wie die in Nature Communications(öffnet im neuen Fenster) veröffentlichte Studie zeigt.
Sonst beträgt die Auflösung von MRT-Aufnahmen typischerweise 1 mm. Da es sich um dreidimensionale Darstellungen handelt, kann das Kernspin-Mikroskop im Vergleich eine Million mehr Details zeigen.
Breiter medizinischer Anwendungsbereich
Somit ergeben sich zahlreiche neue Möglichkeiten. Krebszellen könnten beim Wachstum beobachtet werden. Wirkstoffe ließen sich bei ihrer Interaktion mit Körperzellen studieren, um neue Medikamente zielgerichteter zu entwickeln. Abseits der Medizin könnte die Technik in der Materialkunde eingesetzt werden.