Erresonantzia magnetikoaren sentikortasuna hobetzen duten sentsore kuantikoak

UPV/EHUko QUTIS taldeak nazioarteko ikerketa batean parte hartu du, CSIC eta Alemaniako Ulmeko Unibertsitatearekin batera

  • Ikerketa

Lehenengo argitaratze data: 2019/01/11

Enrique Solano eta Jorge Casanova. UPV/EHU

UPV/EHUko Kimika Fisikoa Saileko Quantum Technologies for Information Science (QUTIS) ikerketa-taldeak parte hartu duen ikerketa batean, zenbait protokolo garatu dituzte sentsore kuantikoetarako, eta, haiei esker, biomolekulen irudiak lortu ahal izango dituzte erresonantzia magnetiko nuklear bidez, erradiazio-kantitate minimoa erabiliz. Physical Review Letters diziplinarteko fisikako aldizkari ospetsuak ikerketaren emaitzak argitaratu ditu.

Gaur egungo aplikazio ugarik dute atzean erresonantzia magnetiko nuklearra, hala nola irudi medikoek, neurozientziak edo drogak eta lehergaiak aurkitzeko teknikek. Sentsore kuantikoen laguntzaz, nanoeskalan lan egin ahal izateko egokitu da erresonantzia magnetiko nuklearra, eta, horri esker, askotariko diziplinatan erabil daiteke, biziaren zientziatan, biologian edo medikuntzan kasu, baita parerik gabeko doitasun eta sentikortasunez neurketak egin ere.

Orain, “espero dugu banakako biomolekulen irudiak lortu ahal izatea erresonantzia magnetiko nuklear bidez, sentsore kuantikoak eta desakoplamendu dinamikoa egiteko teknikak konbinatuta”, diote egileek; UPV/EHUko Kimika Fisikoa Saileko Quantum Technologies for Information Science (QUTIS) ikerketa-taldeko Jorge Casanova doktoreak (Ikerbasque ikertzailea) eta Enrique Solano Ikerbasque irakasleak hartu dute parte ikerketan, CSICeko eta Ulmeko Unibertsitateko ikertzaileekin elkarlanean. Fisika kuantikoaren propietateei esker hobetutako erresonantzia magnetiko nuklearra “gai izango da egitura kimikoak lagin oso txikietan ebazteko, baita pikolitro batzuetako laginetan ere, eta inoiz ez bezalako sentikortasuna lortzeko, haren bidez sortuko diren biosentsore eta kontraste-agente oso eraginkorren bitartez. Horrek guztiak aukera emango du gauza berriak ezagutzeko biomolekulen eta prozesu biologikoen egitura, dinamika eta funtzioari buruz”, gaineratu dute.

Testuinguru horretan, sentsore kuantikoen sentikortasuna hobetzeko funtsezko tresna eremu magnetiko handiak erabiltzea izango da; hain zuzen, “gure laginak polarizatu egingo dituzte, haien seinale magnetikoa areagotu eta koherentzia kuantikoa handituko dute” adierazi dute. Estrategia hori darabilte, esate baterako, erresonantzia magnetiko nuklear bidezko irudigintzan, non giza gorputza bobina supereroale bidez sortutako eremu magnetiko handien eraginpean jartzen baitute. Alabaina, funtsezko arazoak agertzen dira lagin jakin batzuk eremu magnetiko handien eraginpean jartzean, oso azkar oszilatzen baitute, eta gure sentsore kuantikoak ez baitira gai haiei jarraitzeko, eta, horrenbestez, seinale argia lortzeko”.

Physical Review Letters aldizkarian argitaratutako lanean, protokolo bat garatu dute ikertzaileek, eta hari esker, sentsore kuantikoak gai dira zorizko laginetan espin nuklearrak eta elektronikoak neurtzeko, baita eremu magnetiko handietan badaude ere. Metodo horietan, gainera, potentzia txikiko mikrouhinen erradiazioa erabiltzen dute, eta horrek oso inpaktu txikia du interes biologikoko laginetan.

“Gure protokoloa sendoa da eta ohiko teknikek baino energia gutxiago behar du. Hala, sentsorearen funtzionamendu-eremua zabaltzen da, eremu magnetiko indartsuagoetan erabil baitaiteke, eta, horrez gain, saihesten da lagin biologikoak erradiazio-intentsitate handiko protokoloak erabilita berotuko liratekeen neurrian berotzea. Horrenbestez, lan horrek ikerketa-lerro berri bat ireki du eta erraztu egin du erresonantzia magnetiko nuklearra lagin biologikoak eta biomolekula handiak nanoeskalan ziurtasunez erabiltzeko bidea”, nabarmendu dute egileek.

Erreferentzia bibliografikoa