华人第一作者文章挑战技术难题

　　

生物通报道：从医学到地质学，MRI（核磁共振成像）技术毫无疑问的是一种可以提供包括从人类组织到岩石等各式样品详细信息的分析技术。但是由于其中的超导磁珠（superconducting magnets）——用于产生高磁场和传统检测系统低敏感度——的复杂性和成本，以及需要记录测量结果的敏感超导量子磁力计（magnetometers）的低温冷却装置，这两种装置，因此MRI这种成像技术的应用受到限制。来自加州大学伯克利分校劳伦斯伯克利国家实验室的Shoujun Xu等人尝试用一种光学原子磁力（magnetometry）解决这个难题，这一研究成果公布在8月2日美国科学院院刊PNAS杂志上。

核磁共振是指处于某个静磁场中的自旋核系统受到相应频率的射频磁场作用时，在它们的磁能级之间发生的共振现象。简而言之，磁场的强度和方向决定了原子核旋转的频率和方向，在磁场中旋转时，原子核可以吸收频率与其旋转频率相同的电磁波，使自身的能量增加。而一旦恢复原状，原子核又会把多余的能量以电磁波的形式释放出来。

核磁共振在生物学领域特别有用，因为它能非常精确地记录水分子中氢原子内的原子核的行动。水占了人体体重的2/3，而不同组织中水的百分比组成各有不同。核磁共振成像可以探测器官与器官之间、甚至是一个器官的不同部分之间的分界。哪怕是疾病造成的水量的1%的变动，都能轻易被核磁共振成像检测到。

光学磁力计（Optical magnetometers）可以检测到微弱的磁场，这样就减少了对于超导磁珠和低温装置的需求，也降低了整个装置的成本和大小。利用这种新的MRI技术，Xu等人获得了相对于传统MRI高敏感度和time resolution的水流二维图像。
（生物通：万纹）

原文：
Published online before print August 2, 2006
Magnetic resonance imaging with an optical atomic magnetometer 
[Abstract]