由莱斯大学制作
一个基于莱斯大学工程师模拟的插图显示，钆离子(蓝色)在水中(红色和白色)，球体内部的水——受钆影响最大的水——被突出显示
研究人员的水中钆模型显示，在临床磁共振成像中用作造影剂的化合物还有改进的空间
信用:阿尔琼·瓦利亚·帕拉巴图 根据莱斯大学工程师的说法，钆基造影剂是磁共振成像(MRI)中确定患者健康状况的金标准，这种造影剂可以得到改善，这些工程师正在完善他们首次用于提高油气采收率的模型
该团队由乔治R
布朗工程学院曾研究过如何通过分子动力学模拟优化核磁共振工具，核磁共振工具通常用于石油工业，以表征地下矿藏
阿斯特哈吉里说:“我们在那里解决了许多基础科学问题，我们想知道是否有其他方法可以利用这些模拟。”
辛格说:“全球每年大约有1亿例磁共振成像，其中约40%使用钆基造影剂，但自20世纪80年代以来，他们模拟磁共振成像对这些造影剂反应的方式没有显著变化。”
“我们认为这将是对我们想法的一个很好的测试平台
" 他们的研究结果发表在皇家化学学会期刊《物理化学化学物理》上
他们的论文展示了限制模拟中的参数数量如何有可能改善钆基造影剂的分析，以及它们在临床诊断成像中的有效性
他们的目标是制造更好、更可定制的造影剂
医生使用核磁共振成像设备，通过在一直存在的水分子的氢核中感应磁矩，使其沿着磁场排列，从而“看到”身体内部软组织的状态，包括大脑
当排列的原子核在激发后“松弛”回到热平衡时，该设备检测到亮点，它们松弛得越快，对比度越亮
这就是顺磁性钆基造影剂的来源
Asthagiri说:“钆离子通过减少氢原子核的T1弛豫时间来提高灵敏度，使信号变得更亮。”
“我们的最终目标是帮助优化和设计这些代理
" 通常，钆被“螯合”——被金属离子包围——以降低其毒性
辛格说:“身体不能自行清除钆，需要将其螯合，这样肾脏在扫描后就能将其清除。”
“但是螯合也减缓了分子的旋转，这在核磁共振成像中产生了更好的对比度
" 研究人员指出,“螯”来自希腊单词“爪”
“在这种情况下，这些爪子抓住钆使其稳定，”他说
“我们希望我们的车型能帮助我们设计出更强的抓地力，这将使它们更安全，同时最大限度地提高对比度
" 他们承认，钆螯合物在20世纪80年代末引入时彻底改变了磁共振成像测试，但最近一直存在争议，因为人们发现肾功能受损的患者无法消除所有毒素
辛格说:“从那以后，他们发现，如果你的肾功能良好，利大于弊。”
该团队还在调整其模型，使其超越与水的相互作用
Asthagiri说:“在生物系统中，细胞有其他成分，如渗透压和变性剂，如尿素，因此我们正在用这些不同的环境模拟钆，以建立多种应用。”
一个基于莱斯大学工程师模拟的插图显示钆离子(深蓝色)被一种称为DOTA的螯合物包围在水中
在磁共振成像扫描后，需要螯合物来最小化钆在体内的滞留
绿色原子是碳，浅蓝色是氮
信用:阿尔琼·瓦利亚·帕拉巴图
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
