Новости химической науки > Новые надежды для МРТ

Новый класс контрастных веществ для магнитно-резонансной томографии (МРТ), разработанный исследователями в Великобритании, обещает получать более четкие картинки за более короткое время.

Руководитель исследования Дэвид Паркер (David Parker) из Даремского университета объясняет, что любой эксперимент, связанный с ядерно-магнитным резонансом заключается в погоне за чувствительностью. Поэтому исследователи во главе с Паркером разработали контрасты для МРТ, позволяющие увеличить чувствительность МРТ-датчика, в 20 раз.

В клинических исследованиях МРТ используется с целью исследования внутренних органов и тканей. Для этого используется сильные магнитные поля и радиоволны, позволяющие исследовать поведение атомного ядра, обладающего ядерным спином. Химические сдвиги от протона в ЯМР обычно приходятся на интервал 0-12 миллионных долей, но вода и жир человеческого тела резонируют при 4,7 и 1,3 м.д. соответственно, и могут перекрываться с сигналами МРТ-датчика.

Новые контрасты Паркера передвинули спектральное окно МРТ-сканов достаточно далеко от интерферирующих сигналов. Свою концепцию Паркер описывает как «подход, меняющий правила игры». Датчики состоят из комплекса лантаноидов, содержащих с трет-бутильный фрагмент, при этом расстояние между атомом лантаноида и трет-бутильной группой устанавливается с целью оптимизации скорости затухания сигнала трет-бутильной группы, а также смещения ее химического сдвига. Данные исследования ЯМР можно получить за небольшое время работы датчика, а сигнал лантаноида, вызывающего релаксацию девяти протонов в трет-бутильных группах, был сдвинут до области, находящейся в районе 80 м.д.

Протонный ЯМР спектр, демонстрирующий резонансы смещенного трет-бутила в некоторых новых комплексах диспрозия и тулия. (Рисунок из Chem. Sci., 2013, 4, 4251 (DOI: 10.1039/c3sc51526e))

Жанет Морроу (Janet Morrow), разрабатывающий неорганические комплексы для МРТ-спектроскопии, из Университета Буффало в Нью-Йорке, США, говорит, что исследование является инновационным потому, что демонстрирует, что химический сдвиг парамагнитных веществ на базе лантаноидов может отображаться при концентрациях обычно используемых для контрастов на основе гадолиния. Исследователи внимательно изучили скорости внутримолекулярной ядерной релаксации и координационную химию для оптимизации комплексов для формирования МРТ-изображения.

Другой сторонник подхода Паркера Кеннет Рэймонд (Kenneth Raymond), химик-неорганик из Калифорнийского университета в Беркли, в США, считает, что исследователи тщательно подошли к выбору лантаноида и лигандной системы. Он уверен, что новый подход может увеличить время исследования и чувствительность, что, в свою очередь, неизбежно повлечет за собой понижение дозировок контрастного вещества и в результате приведет к лучшей чувствительности.

Паркер уверен, что сочетание экспрессности работы датчиков с их превосходной чувствительностью могли бы привести к развитию новых экспериментов с МРТ-изображениями, в которых датчики могут размещаться в особых областях тела на не очень продолжительный период.

Источник: Chem. Sci., 2013, 4, 4251 (DOI: 10.1039/c3sc51526e)

метки статьи: #аналитическая химия, #медицинская химия