Espectrómetro superconductor para RM

Ha sido desarrollado recientemente un imán superconductor, de tecnología de punta, para investigar macromoléculas biológicas como ADN, ARN, enzimas y otras proteínas.

La instalación del imán alemán Bruker (Ettlingen, Alemania) de 800 MHz fue realizada recientemente en una instalación terminada hace poco en la Universidad de Brandeis (Waltham, MA, EUA). Con un peso de aproximadamente siete y media toneladas, el espectrómetro de resonancia magnética (RM) fue financiado con un fondo de dos millones de dólares de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) en una competencia fuerte entre las universidades investigadoras. Desde 2001, el NIH ha financiado solamente tres imanes semejantes en todo el país, según el profesor de química en Brandeis, el Dr. Tom Pochapsky.

Traído en grúa y localizado en un sitio protegido de objetos metálicos grandes y de interferencias por radiofrecuencia, el imán superconductor fue energizado con aproximadamente la misma cantidad de potencia consumida por un equipo estéreo grande, explicó el Dr. Pochapsky. Primero las bobinas eléctricas superconductoras que crean el campo magnético fueron bañadas en helio líquido para disminuir la temperatura a 2º K, o menos 456º F. Una vez que las bobinas estaban superenfriadas, la corriente eléctrica podía pasar a través de ellas sin resistencia, creando el campo magnético. Una vez en el campo, el imán ya no usa potencia aunque el gran tanque de helio líquido que rodea la bobina debe ser rellenado cada seis semanas.

Una vez que el imán haya sido ensayado totalmente, los investigadores de Brandeis así como de otras universidades del área de Boston dedicadas a la investigación biomédica financiada por el NIH, lo usarán las 24 horas del día. Los experimentos típicamente se hacen en bloques que duran una semana, aunque algunos pueden durar varias semanas, según el Dr. Pochapsky.

La resonancia magnética es un fenómeno físico basado en la propiedad magnética del núcleo de un átomo. Según el Dr Pochapsky, ocurre cuando los núcleos de ciertos átomos quedan inmersos en un campo magnético estático y después son expuestos a un segundo campo oscilante, haciendo que, esencialmente, se alineen y actúen al unísono, de una manera similar a una brigada de soldados en formación. Los electrones, neutrones y protones dentro del átomo tienen una característica inherente conocida como giro (spin) y dentro del campo electromagnético creado por el imán la frecuencia del movimiento de giro de los átomos revela información sobre las propiedades físicas, químicas, estructurales y electrónicas de la molécula en solución.

La espectrocopía de RM fue descrita, por primera vez, hace más de 50 años y está relacionada con la imagenología de RM que se usa en los hospitales como una herramienta diagnóstica para tejidos blandos. También se usa en la investigación química y bioquímica porque es la herramienta analítica más avanzada disponible para determinar la estructura tridimensional (3D) y el movimiento de las moléculas biológicas en solución. El equipo de RM hospitalario promedio, tiene un campo electromagnético de aproximadamente 7 Tesla, mientras que el imán superconductor es dos veces más poderoso, midiendo un campo magnético de 18,8 Tesla, según el Dr. Pochapsky.




Enlaces relationados:
Brandeis University