磁共振成像(MRI)是一种广泛使用的医学工具，用于拍摄我们身体内部的图像。一种使MRI扫描更容易阅读的方法是通过使用对比剂——将磁性染料注入血液或口服给病人，然后进入器官和组织，使他们更容易看到。最近，研究人员已经开始开发新一代造影剂，如磁性纳米颗粒，可以定向到感兴趣的部位，如肿瘤。
但是，这些药物中有许多仍然存在一个问题:它们有时很难与我们身体的这些组织会发出自己的MRI信号。例如，研究人员在阅读MRI扫描时，可能无法确定肿瘤附近的黑色斑块是与肿瘤结合的造影剂，还是来自周围组织的无关信号。
加州理工学院化学工程助理教授米哈伊尔•夏皮罗认为，他有一个解决方案。他和他的团队正在研究"erasable"造影剂，这种造影剂可以根据指令眨眼，从而显示出它们在身体中的位置。
夏皮罗说:“我们正在研制一种MRI造影剂，它可以被超声波清除，你可以把它关掉。”夏皮罗也是Schlinger学者和传统医学研究所的研究员。开灯和关灯使它们更容易看到，只是在我们的情况下，我们只眨一下造影剂一次
这项新研究发表在2月26日的《自然材料》(Nature Materials)杂志上，并登上了本月5月出版的印刷版封面。主要作者是George Lu，夏皮罗实验室的博士后学者。
陆说，在核磁共振造影剂领域，"的清晰可视化是一个长期存在的问题。在我们的新研究中，我们展示了如何消除造影剂，使其更容易正确地阅读MRI扫描
这项新技术依赖于一种叫做气泡的纳米结构，这种结构是由一些微生物自然产生的。气泡由一个中空的蛋白质外壳组成，被微生物用作浮选设备，以调节对光线和营养物质的获取。在此之前，夏皮罗和他的同事证明了气体囊泡有朝一日如何能够利用超声波成像治疗性细菌和人体其他细胞。他们的想法是设计出有兴趣的细胞——比如用来治疗肠道状况的细菌细胞——来产生气泡。由于小泡的空腔以独特的方式反射声波，小泡(以及产生小泡的细胞)很容易与周围组织区分开来。
事实证明，在核磁共振成像扫描中，这些气体囊泡也很突出，因为与周围的水组织相比，它们的腔室中的空气对磁场的反应不同。这导致局部变暗的MRI图像，其中有气体囊泡存在。
在这项对小鼠进行的新研究中，研究人员表明，气体囊泡确实可以用作MRI造影剂——在大脑和肝脏等特定组织和器官中检测到气体囊泡。更重要的是，这些气体囊泡可以被关闭。夏皮罗说，当受到足够高的超声波冲击时，"的圆柱形结构就会像压碎的汽水罐一样坍塌，它们的磁性信号也会消失。
以前对气泡的研究表明，这些蛋白质结构可以通过基因修饰来靶向特定细胞上的受体，比如肿瘤细胞。气体囊泡的数量也可以进行不同的设计——例如，一组可能以肿瘤为目标，而另一组可能留在血液中勾勒出血管的轮廓。这将使医生和研究人员能够同时看到两种类型的组织。
夏皮罗说:“我们先前已经证明，我们可以通过基因工程使这些气泡以多种方式用于超声波成像。现在他们在MRI."中有了一个全新的应用
从而自然Materials 研究中,名为"Acoustically调制磁共振成像的充气蛋白质纳米结构,"是由美国国立卫生研究院,加拿大自然科学和工程研究委员会,美国国家科学基金会,Dana基金会Burroughs康职业奖项科学界面,帕卡德奖学金在科学和工程学,传统医学研究所。其他与加州理工学院有关联的作者有Arash Farhadi、Jerzy O. Szablowski(15年博士)、Audrey Lee-Gosselin、Anupama Lakshmanan和Raymond W. Bourdeau。洛玛林达大学的塞缪尔·r·巴恩斯也是一名作家。
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