Maan magneettikenttä pitää maapallon asuttavana. Nyt sitä hyödynnetään ihan muuhun.
Kuva: ESA/NASA/SOHO
Maan magneettikenttä pitää maapallon asuttavana. Nyt sitä hyödynnetään ihan muuhun. Kuva: ESA/NASA/SOHO

Kemistien perustyökalussa ydinmagneettiresonanssispektroskopiassa tarvittava kallis suprajohtava magneetti voidaan korvata ilmaisella.

Nature -lehti esittelee vallankumouksellisen tekniikan, jolla kemistien perustyökalu ydinmagneettiresonanssispektroskopia eli NMR toimii ilman kallista suprajohtavaa magneettia. Se korvataan halvimmalla mahdollisella magneetilla - maapallolla.

Magneettikentässä näytteen atomien spinit eli niiden ”pyörimisakselit” asettuvat kentän kanssa samaan tai vastakkaiseen suuntaan. Kun näytteeseen ohjataan tietyn taajuisia radiopulsseja, spinit resonoivat niiden kanssa ja kääntyvät edestakaisin. Samalla ne säteilevät niille ominaisen radiopulssin. Voimakkaan magneetin takia tutkijat näkevät pulsseissa pieniä eroja ja pystyvät kartoittamaan atomit ja niiden paikat.

Saksalainen Stephan Appelt työtovereineen keksi toisenlaisen lähestymistavan. Hän sekoittaa näytteen ksenonkaasuun ja seuraa ksenonatomien resonanssia, johon näyte jättää jälkensä. Ennen ksenonin yhdistämistä näytteeseen hän suuntaa sen atomien spinit laserilla. Näin järjestyy huomattavasti useamman atomin spin kuin MNR:ssä yleensä. Siksi resonanssisignaalien tunnistamiseen riittää Maan heikko magneettikenttä.

Uusi NMR-menetelmä mahdollistaa kenttätyöhön sopivan kannettavan laitteiston, ja tutkijat ovat nyt osoittaneet, että se soveltuu tarkkojen kemiallisten analyysien tekoon.

NMR:ään perustuva ihmisen kudosten magneettikuvaus kuitenkin onnistuu vain jos potilas hengittää tai häneen ruiskutetaan ksenonpohjaista merkkiainetta. Nykyinen magneettikuvaus ei vaadi merkkiainetta.