Een 'MRI-scanner' op microschaal
De bekende techniek MRI, of eigenlijk Nuclear Magnetic Resonance
(NMR), kan nu ook toegepast worden op heel kleine volumes, dankzij een
ingenieuze combinatie van een compacte spoel en een
micro-vloeistofkanaal. Tot nu toe schoot de gevoeligheid hiervoor
tekort. Met de hoge-resolutie `probe', ontwikkeld aan het MESA+
Instituut voor Nanotechnologie van de UT, zijn bijvoorbeeld chemische
reacties op de voet te volgen. De resultaten zijn gepubliceerd in de
Journal of the American Chemical Society.
NMR is de techniek die bijvoorbeeld wordt toegepast in MRI-scanners in
het ziekenhuis. Het is een krachtige techniek om details en
afwijkingen in bijvoorbeeld weefsel af te beelden, door gebruik te
maken van magnetische velden. Ook in de chemische analyse en biologie
wordt NMR veel gebruikt. Gaat het echter om extreem kleine volumes van
een stof, dan is het complex om op zo'n kleine schaal een `spoel' te
maken die het benodigde magneetveld kan opwekken. Tot nu toe zijn
daarvoor bijvoorbeeld platte cirkelvormige spoelen ontwikkeld, op een
glazen chip waarin ook vloeistofkanalen zijn aangebracht. Diameters
kleiner dan 300 micrometer zijn echter nauwelijks te realiseren. De
UT-onderzoekers hebben daarom gekozen voor een zogenaamde `stripline'
geometrie, waardoor het mogelijk wordt om een heel compacte spoel te
maken in combinatie met een vloeistofkanaal van slechts 600 nanoliter
(een nanoliter is een miljardste liter). Dankzij deze vorm ontstaan
geen afwijkingen in het magnetisch veld, en is de selectiviteit groter
dan bij conventionele platte spoelen.
Stofwisseling
De nieuwe NMR-probe is bijvoorbeeld geschikt om alle tussenproducten
die in een snelle chemische reactie ontstaan, nauwkeurig te volgen.
Ook hebben de onderzoekers de nieuwe probe al toegepast om de
stofwisseling in menselijk ruggenmergvloeistof in beeld te brengen,
met grote precisie. Het grote voordeel van de techniek is dat de
samples niet eerst voorbewerkt hoeven te worden: op die manier is op
termijn een compleet microsysteem samen te stellen om ruwe samples te
detecteren en bewerken.
Het systeem met boven het vloeistofkanaal en onder de spoel
Het complete systeem gemonteerd, met de aansluitingen voor de
vloeistofaan- en afvoer en de rf-aansluiting voor de spoel
Het onderzoek is uitgevoerd in de groep Mesoscale Chemical Systems van
prof. Han Gardeniers. De groep maakt deel uit van het MESA+ Instituut
voor Nanotechnologie van de UT en heeft voor dit onderzoek
samengewerkt met het Instituut voor Moleculen en Materialen van de
Radboud Universiteit Nijmegen. Het onderzoek is gefinancierd door de
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).
Het artikel `A microfluidic high-resolution NMR Flow Probe' van Jacob
Bart, Ard Kolkman, Anna Jo Oosthoek-de Vries, Kaspar Koch, Pieter
Nieuwland, Hans Janssen, Jan van Bentum, Kirsten Ampt, Floris Rutjes,
Sybren Wijmenga, Han Gardeniers en Arno Kentgens is verschenen in de
Journal of the American Chemical Society (JACS). Het is op verzoek als
pdf-bestand toe te sturen.
Contactpersoon voor de pers: Wiebe van der Veen, tel (053)4894244
Laatst gewijzigd op 08-05-2009 15:22:33 door Webmaster
Universiteit Twente