Descrizione del progetto
Nuovi agenti di contrasto che rimangono visibili più a lungo migliorano la diagnostica per immagini
La capacità di visualizzare in modo non invasivo il corpo umano si è rivelata fondamentale nel migliorare la diagnosi, il trattamento e gli esiti di numerose malattie. La risonanza magnetica nucleare (RMN) è una di quelle potenti tecniche di diagnostica per immagini che aiuta i medici a vedere cellule e tessuti e a osservare i processi fisiologici. Metodi di miglioramento del segnale sono stati sviluppati per superare le sfide di sensibilità dell’RMN e negli ultimi anni sono state introdotte molecole con segnali altamente potenziati come agenti di contrasto per l’immaginografia biomedica. Tuttavia, questi agenti restano attivi solo per un paio di minuti. Il progetto HyperULFNMR, finanziato dall’UE, sta mettendo a punto molecole di contrasto funzionali per una classe di dispositivi RMN che avranno una durata di vita considerevolmente più lunga e riveleranno simultaneamente modelli di accoppiamento molecolare, stimolando progressi sia nella ricerca che nella diagnostica.
Obiettivo
Nuclear magnetic resonance (NMR) is a powerful technique that is widely applied for chemical analysis, structural biology and for medical imaging. Despite its versatility, NMR is inherently insensitive. To overcome sensitivity challenges, hyperpolarization methods were developed that enhance NMR signals by over 10,000-fold. Hyperpolarized molecules have mainly been used in standard high-field imaging as contrast agents to directly observe metabolism. Most of the contrast agents have a traceability of up to 3 minutes until the hyperpolarized signal is depleted, limiting the scope of applications. Contrast agents that are observable for longer time periods (> 10 minutes) hence promise new opportunities to probe physiological function in vivo, exceeding the state-of-the-art. Long hyperpolarization storage is especially possible in many chemicals species at ultra-low magnetic fields (< 10 millitesla), more than 1000-fold lower than typical NMR systems. My overarching goal is to introduce a novel concept of functional contrast agents using the advantages of ultra-low field (ULF) NMR spectroscopy. I will show that these contrast agents are even of interest for cancer diagnostics. In addition to a long traceability, different structural information of molecules become available in the ULF regime that I am planning to explore to design contrast agents: Changes of electron-mediated couplings between nuclear spins of different elements can be determined with unprecedented precision in the ULF regime. I have already extensively worked on this challenge and have constructed ULF-NMR devices and analyzed how molecules change their coupling patterns under ULF conditions. In addition, I have made great progress in designing molecules that can be hyperpolarized and the polarization stored for tens of minutes. Success in this project will open a gate towards better functional magnetic resonance, both for research purposes and for affordable cancer diagnostics.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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80539 Munchen
Germania