poct设备是什么前沿 ｜ 核磁共振也要玩POCT？便携式核磁共振设备将给诊断行业带来冲击

核磁共振（NMR）是一种应用广泛的分析工具，包括医学中用于诊断的磁共振成像。然而，核磁共振通常需要产生强大的磁场，这限制了它的使用范围。

在美因茨约翰内斯-古腾堡大学（JGU）和美因茨亥姆霍兹研究所（HIM）工作的研究人员现在已经发现了一种潜在的新方法，通过消除对强磁场的需求来减少相应设备的尺寸以及可能的相关风险。

而这是通过将所谓的零场至超低场核磁共振与一种特殊的超极化技术相结合来实现的。

Sofja Kovalevskaja奖得主，Danila Barskiy博士说：“这种令人兴奋的新方法是基于一个创新的概念进行的。它开辟了一系列机会，并克服了以前的缺点。”

Barskiy博士自2020年以来一直在JGU和HIM的相关学科工作。

由于磁铁的原因，前一代的核磁共振设备极其沉重和昂贵。而另一个让事情变得复杂的因素是目前作为冷却剂的液氦短缺。通过这项新技术，可以正逐步将ZULF核磁共振推向完全无磁的状态，但仍有许多挑战需要克服。

为了在这种情况下使磁铁成为多余，Barskiy想出了将零场至超低场核磁共振（ZULF NMR）与一种特殊技术相结合的想法，这种技术使原子核的超极化成为可能。

ZULF NMR本身就是一种最近开发的光谱学形式，无需大磁场就能提供丰富的分析结果。与高场核磁共振相比，它的另一个优势是，其信号也可以在导电材料（如金属）的存在下轻易地被检测到。通常，ZULF NMR采用光学泵浦磁强计的传感器，这种传感仪高度灵敏，易于使用，而且已经在市场上出售。因此，和传统核磁共振设备相比，组装一个ZULF NMR是相对简单的工作。

然而，生成的NMR信号是一个需要处理的问题。迄今为止，用于生成信号的方法只适用于分析有限的化学品选择，或者与昂贵的费用有关。出于这个原因，Barskiy决定利用超极化技术SABRE，该技术允许在溶液中以大量的核自旋对齐。

有许多这样的技术会产生足以在ZULF条件下进行检测的信号。其中SABRE，即可逆交换信号放大技术，已被证明特别适合。

SABRE技术的核心是一个铱金属复合物，它介导自旋秩序从对氢转移到一个基底。通过采用SABRE-Relay，这是一种最近对SABRE的改进技术，研究人员成功地避开了因样品与复合物临时结合而产生的缺点。在这种情况下，SABRE被用来诱导极化，然后被转发到一个二级基质上。

在《Science Advances》上发表的题为“Relayed Hyperpolarization for Zero-Field Nuclear Magnetic Resonance”的论文中，Danila Barskiy博士、主要作者Erik Van Dyke和他们的合著者报告了他们如何能够检测出从伏特加酒样品中提取的甲醇和乙醇的信号。

Barskiy博士说：“这个简单的例子说明了我们如何能够在一种廉价、快速和多功能的超极化方法的帮助下，扩大ZULF NMR的应用范围。我们希望我们已经成功地接近了我们的目标，即使开发紧凑、便携的设备成为可能，这些设备可用于分析液体，如血液和尿液，并在未来可能赋予特定化学品，如葡萄糖和氨基酸的辨别能力。”

对于诊断行业而言，新设备的诞生往往会带来新的革新，自动化设备的诞生和发展，大力推动了检验实验室的普及，而二代测序仪的诞生和发展，则催生了一整个基因检测行业。现在，当核磁共振设备开始具备小型化和白菜化前景的时候，会给诊断行业带来什么样的冲击呢？

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