磁共振成像(MRI)作为医学诊断的重要工具，虽应用广泛，但仍存在改进空间。提高MRI灵敏度，动态核极化(DNP)技术是关键，但其依赖特殊晶体材料与极化剂混合，制备难度较大。近日，东京大学等研究人员首次展示了富勒烯分子作为极化剂在MRI中的应用，这一创新方法提升了DNP目标分子在MRI成像时的清晰度，为医学成像领域带来新突破。
MRI工作原理基于强磁场使水分子质子排列整齐，再通过无线电波检测质子重新排列时发出的信号，以识别组织类型。然而，这一过程限制了MRI仅能检测富含水的样本。为拓宽检测范围，研究人员不断探索新方法。东京大学化学系柳井信弘教授团队提出，利用富勒烯分子进行靶标极化，无需极低温度和高磁场条件，即可实现高效极化。实验显示，富勒烯能将无序玻璃状材料样本的极化率提升至14.2%，满足生物应用需求。
富勒烯，又称巴基球，由碳原子构成，可通过修饰制备功能材料。研究团队对富勒烯进行特定修饰，使其保持极化状态，并通过电子自旋极化传递增强成像信号。研究生坂本纪太介绍，目标物极化在体外进行，样品经处理后注射到假想患者体内，此方法无需液氦冷却剂，降低了设备成本。未来，团队计划开发生物相容性基质，对具有医学意义的分子进行超极化，并首先在动物模型中验证高灵敏度MRI。若实验成功并开展临床试验，该技术有望在10到20年内应用于实际医疗。
