Universiteit Leiden

nl en

Werking versterkstoffen MRI in kaart gebracht

Speciale versterkstoffen kunnen MRI-scanners honderden malen gevoeliger maken. Leidse fysici hebben nu een methode gevonden om hun efficiëntie te toetsen. Gevoeligere MRI-scans kunnen bijvoorbeeld taaislijmziekte of Parkinson begrijpelijker maken. Publicatie op 18 januari in PCCP.

MRI-scanners zijn een handig hulpmiddel voor artsen om binnenin het menselijk lichaam te kijken. Zo kunnen ze bijvoorbeeld gemakkelijk vaststellen of er enkelbanden zijn gescheurd en onderzoeken ze longen door een patiënt xenongas te laten inademen, waarbij het xenon duidelijk zichtbaar is op de scan. Maar soms zit het mankement zo goed verstopt dat de MRI-scanner er ongevoelig voor is.

Mysterieuze samenwerking

Leidse fysici onderzoeken versterkstoffen die de gevoeligheid van MRI-scans verhogen, met een methode die dynamic nuclear polarization (DNP) heet. Die stoffen werken samen met de stof die daadwerkelijk wordt gescand—zoals xenon—maar hoe dat gebeurt is nog erg onduidelijk. Dr. Martina Huber en haar onderzoeksgroep hebben nu een methode ontwikkeld om de mysterieuze samenwerking in kaart te brengen. ‘Op dit moment zoeken wetenschappers naar nieuwe versterkers via trial-and-error,’ zegt Huber. ‘Met onze nieuwe methode kunnen we gaan snappen hoe een versterker werkt, en dan kunnen we uiteindelijk veel beter voorspellen welke stof een goede versterker is.’

EPR

Om versterkers op moleculair niveau te onderzoeken, bekijkt Huber ze met extreem hoge-veld Elektron Paramagnetische Resonantie (EPR). Met MRI zelf zijn ze natuurlijk onzichtbaar, anders zouden ze eerder een stoorzender zijn dan nuttig, omdat ze ruis zouden geven op het MRI-plaatje. Om hun methode uit te testen hebben de onderzoekers de versterker AMUPol gekarakteriseerd, en de resultaten samen met de groep van Prof. Marc Baldus (Univ. Utrecht) gepubliceerd in het tijdschrift PCCP.

Zeldzame eiwitten

MRI-scans met honderdmaal hogere gevoeligheid kunnen bijvoorbeeld zeldzame eiwitten detecteren in het menselijk lichaam, zodat wetenschappers beter begrijpen waarom ze slecht werken bij patiënten met taaislijmziekte, Parkinson, amyloïdose of Alzheimer. De DNP-methode is al erg succesvol gebleken door veel details bloot te leggen in onderzoek in de vaste-stof-fysica.

Publicatie

P. Gast, D. Mance, E. Zurlo, K. L. Ivanov, M. Baldus and M. Huber, ‘A tailored multi-frequency EPR approach to accurately determine the magnetic resonance parameters of dynamic nuclear polarization agents: application to AMUPol’, PCCP

In dit specifieke geval is het signaal zeventig maal sterker met gebruik van een versterkstof, zoals het door Huber en collega’s onderzochte AMUPol (boven) dan zonder (onder).