Medizintechnik: Kernspintomografie mit Xenon ist empfindlicher
Mit einer speziellen Version des Edelgases Xenon haben Wissenschaftler um Leif Schröder von der Universität von Kalifornien in Berkeley die Empfindlichkeit von Kernspinresonanz-Messungen in einem Modellversuch um den Faktor 10 000 verbessert. Das Verfahren könnte eines Tages dabei helfen, Schlüsselmoleküle für verschiedene Krankheiten im menschlichen Körper zu identifizieren und lokalisieren.
Bei der Kernspinresonanztomografie (NMR) richten starke Magnetfelder gezielt Atome im Körper des Patienten aus und analysieren deren Abklingverhalten beim Ausschalten eines zusätzlichen Messfelds. Für gewöhnlich wird Wasserstoff als Zielatom gewählt. So genanntes hyperpolarisiertes Xenon ist dagegen vieltausendfach besser ausgerichtet und liefert darum bereits bei deutlich geringeren Konzentrationen ein besseres Signal. Vom Patienten eingeatmet kann es über die Lunge ins Blut gelangen und damit in alle Organe und Gewebe.
Schröder und sein Team haben jedoch eine Methode entwickelt, um ganz bestimmte Strukturen aufzuspüren. Sie kombinierten eine spezifische biochemische Struktur wie einen Antikörper als "Angelhaken" mit einem Abstandshalter als "Rute" und einem chemischen Käfig als Signalgeber. In diesen Käfig können die Xenon-Atome hinein- und herausdiffundieren. Ihre besonderen Resonanzeigenschaften werden darin allerdings durch eine abgestimmte Strahlung gelöscht. Am Computerbildschirm macht sich dies als dunkler Schatten vor dem Hintergrund der Xenon-Signale bemerkbar. Bei den bisher unternommenen Experimenten handelt es sich allerdings nur um Modellversuche mit Kügelchen in einer Lösung.
Bei der Kernspinresonanztomografie (NMR) richten starke Magnetfelder gezielt Atome im Körper des Patienten aus und analysieren deren Abklingverhalten beim Ausschalten eines zusätzlichen Messfelds. Für gewöhnlich wird Wasserstoff als Zielatom gewählt. So genanntes hyperpolarisiertes Xenon ist dagegen vieltausendfach besser ausgerichtet und liefert darum bereits bei deutlich geringeren Konzentrationen ein besseres Signal. Vom Patienten eingeatmet kann es über die Lunge ins Blut gelangen und damit in alle Organe und Gewebe.
Schröder und sein Team haben jedoch eine Methode entwickelt, um ganz bestimmte Strukturen aufzuspüren. Sie kombinierten eine spezifische biochemische Struktur wie einen Antikörper als "Angelhaken" mit einem Abstandshalter als "Rute" und einem chemischen Käfig als Signalgeber. In diesen Käfig können die Xenon-Atome hinein- und herausdiffundieren. Ihre besonderen Resonanzeigenschaften werden darin allerdings durch eine abgestimmte Strahlung gelöscht. Am Computerbildschirm macht sich dies als dunkler Schatten vor dem Hintergrund der Xenon-Signale bemerkbar. Bei den bisher unternommenen Experimenten handelt es sich allerdings nur um Modellversuche mit Kügelchen in einer Lösung.
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