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ワトソンとクリックが DNA の古典的な二重らせん構造を提案した 1950 年代以来、DNA は生命科学研究の中心となってきました。DNA中の4つの塩基の数とその並び順が遺伝子の多様性を生み出し、その空間構造が遺伝子発現に影響を与えます。伝統的な DNA 二重らせん構造に加えて、研究により、人間の細胞には特別な 4 本鎖 DNA 構造である G 四重鎖が同定されています。G 四重鎖は、グアニン (G ）、これは急速に分裂する細胞（例えば、癌細胞）に特に多く存在する。したがって、G-四重鎖は抗がん研究における薬剤標的として使用できます。G 四重鎖の構造と結合剤へのその結合様式の研究は、がん細胞の診断と治療にとって重要です。   G-quadruplex の三次元構造の概略図。画像出典：ウィキペディア   電子-電子二重共鳴 (DEER)   パルス双極子 EPR (PDEPR) 法は、構造生物学および化学生物学における構造決定のための信頼性が高く汎用性の高いツールとして開発され、PDEPR 技術によってナノスケールでの距離情報を提供します。G 四重鎖構造の研究では、部位特異的スピン標識 (SDSL) と組み合わせた DEER 技術により、異なる長さの G 四重鎖二量体を区別し、二量体に対する G 四重鎖結合剤の結合パターンを明らかにすることができます。DEER 技術を使用した異なる長さの G 四重鎖二量体の識別距離測定用のスピンラベルとして Cu(ピリジン)4 を使用すると、正方晶平面状の Cu(ピリジン)4 錯体が G 四重鎖に共有結合し、2 つの常磁性 Cu2+ 間の距離が測定されました。ダイマー形成を研究するために、双極子間相互作用を検出することによって、π スタック G 四級モノマーの α が測定されました。[Cu2+@A4] (TTLGGG) および [Cu2+@B4] (TLGGGG) は、異なる配列を持つ 2 つのオリゴヌクレオチドであり、L はリガンドを示します。[Cu2+@A4]2 および [Cu2+@B4]2 の DEER 結果を図 1 および図 2 に示します。 DEER 結果から、[Cu2+@A4]2 二量体では、単一の二量体の平均距離がCu2+ -Cu2+ は dA=2.55 nm、G-quadruplex 3' 末端はテール-テイルスタッキングにより G-quadruplex ダイマーを形成し、G-quadruplex ダイマー中の 2 つの Cu2+ スピンラベルの gz 軸は平行に並んでいます。[Cu2+@A4]2 π 積層距離は、[Cu2+@A4]2 ダイマーと比較して長い (dB-dA = 0.66 nm)。各 [Cu2+@B4] モノマーには追加の G テトラマーが含まれていることが確認され、その結果は予想される距離と完全に一致しています。したがって、DEER 技術による距離測定により、異なる長さの G 四重鎖二量体を区別できます。     図 1 (A) [Cu2+@A4]2 二量体のパルス EPR 微分スペクトル (黒線) とその対応するシミュレーション (赤線) (34 GHz、19 K)。(B) バックグラウンド補正後、フィールド位置の DEER 時間領域マップ (黒線) と PeldorFit から得られた最良の適合結果 (赤線) の 4 つのフェーズ。(C) PeldorFit (赤線) と MD シミュレーション (灰色の線) を使用して取得された距離分布。(D) [@A4] モノマーと [Cu2+@A4]2 ダイマー間の [Cu2+ 平衡]。(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4939-4947)     図 2 (A) [Cu2+@B4]2 バックグラウンド補正後の 4 つのフィールド位置での DEER 時間領域図 (黒線) と PeldorFit から得られた最良の適合結果 (赤線)。(B) [Cu2+@B4]; (C) PeldorFit (赤線) と MD シミュレーション (灰色の線) を使用して取得された距離分布。(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4939-4947) DEER技術を使用したG-テトラマー結合剤のダイマーへの結合モードの探索   平面芳香族共役系と正電荷を持つ多くの小分子や金属錯体は、折り畳まれた二次構造を結合して安定化させることができるため、抗がん剤となる可能性があります。N,N' -ビス[2-(1-ピペリジニル)エチル]3,4,9,10-ペリレンテトラカルボキシジカルボニル塩酸塩 (PIPER) は、スタッキングによって四重鎖に結合して安定化できるよく知られた G-四重鎖結合剤です。 PIPER の G-quadruplex への結合モードは DEER 技術によって調べることができます。図 3 と図 4 は、異なる PIPER 対 [Cu2+@A4]2 二量体比での DEER 実験の結果を示しています。結果は、PIPER と [Cu2+@A4]2 二量体比が 1:1 (PIPER@[Cu2+@A4]2) の場合、dP = 2.82 nm であることを示しています。純粋な [Cu2+@A4]2 二量体 (dA = 2.55 nm) と比較して Cu2+-Cu2+ 間の距離が増加していることは、PIPER が二量体とサンドイッチ複合体を形成し、平面状有機分子が 2 つの G の 3' 面の間に介在していることを示しています。四量体モノマー。PIPER と [Cu2+@A4]2 ダイマーの比が 2:1 (2PIPER@[Cu2+@A4]2) の場合、d2P = 3.21 nm。PIPER@[Cu2+@A4]2 ダイマー ( dP = 2.82 nm ) と比較して追加の π スタッキング距離は、テールツーテールに配置された G テトラマー ダイマーへの 2 つの PIPER リガンドの挿入を示します。DEER 技術は、G 四量体結合剤 PIPER を G 四量体二量体に挿入して挿入複合体を形成する新しい結合様式を明らかにすることができます。   図 3 (A) PIPER と [Cu2+@A4]2 ダイマーの比率が異なる場合の DEER 双極子スペクトル (geff =2.061)。(B) 異なる比率の PIPER と [Cu2+@A4]2 ダイマー深度による DEER 変調。(C) [Cu2+@A4]2 二量体と PIPER@[Cu2+@A4]2、2PIPER@[Cu2+@A4]2、PIPER@[Cu2+@A4] の平衡。(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4939-4947) 図 4 (A) PIPER@[Cu2+@A4]2 の DEER 時間領域スペクトル。(B) PeldorFit (赤線) と MD シミュレーション (灰色の線) を使用して取得した PIPER@[Cu2+@A4]2 距離分布。(C) 2PIPER@[Cu...

I. リチウムイオン電池   リチウムイオン電池は二次電池であり、主に正極と負極の間を移動するリチウムイオンに依存して機能します。充電および放電プロセス中、リチウムイオンはダイヤフラムを介して 2 つの電極間を行き来し、電極材料の酸化還元反応によってリチウムイオンエネルギーの貯蔵と放出が行われます。   リチウムイオン電池は主に正極材、隔膜、負極材、電解液などで構成されています。中でも、リチウムイオン電池の隔膜は、正極と負極の直接接触を防ぐ役割を果たし、電解質中でのリチウムイオンの自由な通過を可能にし、リチウムイオン輸送のための微多孔性チャネルを提供します。   リチウムイオン電池の隔膜の細孔径、多孔度、分布の均一性、厚さは電解液の拡散速度と安全性に直接影響し、電池の性能に大きな影響を与えます。隔膜の細孔径が小さすぎると、リチウムイオンの透過性が制限され、電池内のリチウムイオンの移動性能に影響を及ぼし、電池抵抗が増加します。口径が大きすぎると、リチウム樹枝状結晶の成長によりダイヤフラムを突き破り、ショートや爆発などの事故を引き起こす可能性があります。   Ⅱ．リチウム隔膜の検出における電界放射型走査型電子顕微鏡の応用   走査型電子顕微鏡を使用すると、隔膜の孔径と分布の均一性を観察できるだけでなく、多層およびコーティングされた隔膜の断面を観察して隔膜の厚さを測定することもできます。従来市販されている隔膜材料は、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）の単層フィルムやPP/PE/PPの3層複合フィルムなどのポリオレフィン系材料から製造された微多孔膜がほとんどです。ポリオレフィンポリマー材料は絶縁性かつ非導電性であり、電子ビームに対して非常に敏感であり、高電圧下で観察すると帯電効果を引き起こす可能性があり、ポリマーダイヤフラムの微細構造は電子ビームによって損傷を受ける可能性があります。GSIが独自に開発した電界放射型走査電子顕微鏡SEM5000は、低電圧・高分解能を備え、低電圧でダイヤフラムを損傷することなくダイヤフラム表面の微細構造を直接観察することができます。   振動板の作製工程は大きく乾式法と湿式法の2種類に分けられます。乾式法は、一方向延伸法と二方向延伸法を含む溶融延伸法であり、工程が簡単で製造コストが低く、リチウムイオン電池隔膜の製造方法として一般的である。乾式法で作製した隔膜は平坦で長い微多孔質

リチウムイオン電池（LIB）は、小型、軽量、電池容量が大きく、サイクル寿命が長く、安全性が高いため、電子機器、電気自動車、電力網貯蔵などの分野で広く使用されています。電子常磁性共鳴 (EPR または ESR) 技術は、バッテリー内部を非侵襲的にプローブし、電極材料の充電および放電中の電子特性の変化をリアルタイムで監視できるため、実際の状態に近い電極反応プロセスを研究できます。 。 電池の反応メカニズムの研究において、かけがえのない役割を徐々に果たし始めています。     リチウムイオン電池の構成と動作原理   リチウムイオン電池は、正極、負極、電解質、隔膜の 4 つの主要コンポーネントで構成されています。これは主に、正極と負極の間のリチウムイオンの移動 (埋め込みと埋め込み解除) に依存して機能します。   図1 リチウムイオン電池の動作原理   バッテリーの充電と放電のプロセスでは、正極材料と負極材料の充電曲線と放電曲線の変化には、一般にさまざまな微細構造の変化が伴います。また、長い時間サイクル後の性能の低下や故障は、多くの場合、微細構造と密接に関係しています。変化します。したがって、構成（構造と性能）の関係と電気化学反応機構の研究は、リチウムイオン電池の性能向上の鍵であり、電気化学研究の中核でもあります。     リチウムイオン電池の EPR (ESR) 技術   構造と性能の関係を研究するためのさまざまな評価方法がありますが、その中でも電子スピン共鳴（ESR）技術は、高感度、非破壊、その場でのモニタリングが可能であるため、近年ますます注目を集めています。リチウムイオン電池では、ESR 技術を使用して、電極材料中の Co、Ni、Mn、Fe、V などの遷移金属を研究でき、オフドメイン状態の電子の研究にも応用できます。   電極材料の充電および放電中の電子特性の進化 (金属価数の変化など) により、EPR (ESR) 信号が変化します。 電気化学的に誘発される酸化還元機構の研究は、電極材料のリアルタイムモニタリングによって実現でき、電池性能の向上に貢献できます。   無機電極材料におけるEPR（ESR）技術   リチウムイオン電池では、最も一般的に使用される正極材料は、通常、LiCoO2、Li2MnO3 などの無電極電極材料です。正極材料の性能を向上させることが、電池全体の性能を向上させる鍵となります。   Li に富む正極では、可逆的な O 酸化還元により追加の容量が生成され、酸化物正極�

粉末は今日、さまざまな分野の材料やデバイスを製造するための原料であり、リチウムイオン電池、触媒、電子部品、医薬品などの用途に広く使用されています。   原料粉末の組成と微細構造が材料の特性を決定します。原料粉末の粒度分布率、形状、気孔率、比表面積などを材料の固有特性に適合させることができます。   したがって、優れた性能の材料を得るためには、原料粉末の微細構造を制御することが必須条件となります。走査型電子顕微鏡を使用すると、粉末の特定の表面形態を観察し、粒子サイズを正確に分析して、粉末の調製プロセスを最適化することができます。   MOF材料における走査型電子顕微鏡の応用    触媒の分野では、表面触媒性能を大幅に改善するための金属有機主鎖材料 (MOF) の構築が、今日の注目の研究トピックの 1 つとなっています。MOF は、高い金属担持量、多孔質構造、触媒サイトという独特の利点を備えており、クラスター触媒として大きな可能性を秘めています。CIQTEK タングステン フィラメント走査電子顕微鏡を使用すると、MOF 材料が規則的な立方体の形状を示し、表面に吸着された微粒子の存在が観察できます (図 1)。電子顕微鏡は最大 3 nm の分解能と優れた画像品質を備えており、さまざまな視野で均一な高輝度 SEM マップを取得でき、MOF 材料の表面の折り目、細孔、粒子負荷を明確に観察できます。 。     図 1 MOF 材料 / 15 kV/ETD   銀粉末材料の走査型電子顕微鏡観察   電子部品の製造において、電子ペーストは電子部品製造の基礎材料であり、一定のレオロジー特性やチキソトロピー特性を有し、材料・化学・電子技術を統合した基礎機能材料であり、銀粉の調製が鍵となります。銀導電性ペーストの製造。CIQTEK が独自に開発した SEM5000 電界放出型走査電子顕微鏡を使用すると、高電圧トンネル技術により、空間電荷効果が大幅に低減され、銀粉同士が不規則にクラスター化している様子が観察できます（図 2）。また、SEM5000 は解像度が高いため、100,000 倍の倍率でも細部まで見ることができます。     図2 銀粉/5kV/インレンズ   リン酸鉄リチウムの走査型電子顕微鏡観察   リチウムイオン電池は、比エネルギーが高く、サイクル寿命が長く、メモリー効果がなく、安全性が高いため、急速に主流市場を占めています。電子顕微鏡を使用してリチウムイオン電池の正極および負極の形態を観察することは、リチウムイオン電池の

ナノアルミナとは何ですか？ ナノアルミナは、強度、硬度、耐摩耗性、耐熱性、比表面積が大きいことから、セラミックス材料、複合材料、航空宇宙、環境保護、触媒およびその担体などのさまざまな分野で広く使用されています[1]。これが開発技術の継続的な改善につながりました。現在、科学者たちは、球状、六角形のシート、立方体、棒状、繊維状、メッシュ状、花状、巻き毛状、その他多くの形態を含む、一次元から三次元までのさまざまな形態のアルミナ ナノ材料を調製しています[2]。   アルミナナノ粒子の走査型電子顕微鏡観察   ナノアルミナの調製には多くの方法があり、反応方法の違いに応じて 3 つの主要なカテゴリに分類できます。  固相、気相、液相法[3]。調製したアルミナナノ粉末の結果が期待通りであることを検証するには、各プロセスにおけるアルミナの構造を特徴付ける必要がありますが、多くの特徴付け方法の中で最も直観的な方法は顕微鏡観察法です。   走査型電子顕微鏡は、従来の顕微鏡特性評価装置として、高倍率、高解像度、深い被写界深度、鮮明な画像化、および強い立体感という利点を有しており、ナノアルミナの構造を特性評価するための好ましい装置である。   次の図は、CIQTEK 電界放射型走査型電子顕微鏡 SEM5000 を使用して観察された、さまざまなプロセスで調製されたアルミナ粉末を示しています。これには、立方体、フレーク、ロッドの形状で、粒子サイズが数十から数百ナノメートルのアルミナ ナノ粉末が含まれています。     CIQTEK 電界放射型走査電子顕微鏡 SEM5000   SEM5000 は、高度なバレル設計、バレル内減速、および低収差の漏れのない磁気対物レンズ設計を備えた、高解像度で機能豊富な電界放射型走査電子顕微鏡で、低電圧高解像度イメージングを実現し、応用可能です。磁気サンプルに。SEM5000 は、光学ナビゲーション、完璧な自動機能、適切に設計されたヒューマン マシン インタラクション、最適化された操作および使用プロセスを備えています。経験豊富なオペレーターであっても、すぐに高解像度の撮影を始めることができます。   電子銃の種類： 高輝度ショットキー電界放出型電子銃 解像度:  1 nm @ 15 kV  1.5nm@1kV   倍率：  1～2500000倍   加速電圧：  20V～30kV   サンプルテーブル：  5軸自動サンプルテーブル     参考文献。  [1] 呉ZF。アルミナナノ粒子の形態と物性の関係�

透過型E電子顕微鏡 (TEM) および走査型電子顕微鏡 (SEM) は、現代の科学研究において不可欠なツールです。光学顕微鏡と比較して、電子顕微鏡は解像度が高いため、より小さなスケールで標本の微細構造を観察および研究することができます。 電子顕微鏡は、電子ビームと試料の間の相互作用を利用することにより、高解像度かつ高倍率の画像を提供することができ、研究者は他の方法では得ることが難しい重要な情報を得ることができます。 どの顕微鏡があなたに適していますか? ニーズに適した電子顕微鏡技術を選択する場合、最適なものを決定するにはさまざまな要素を考慮する必要があります。決定を下す際に役立ついくつかの考慮事項を以下に示します: 分析目的: まず、分析の目的を決めることが重要です。さまざまな種類の分析には、さまざまな電子顕微鏡技術が適しています。 a. ご興味のある方はただし、SEM 標本は通常、最小限の準備を必要とするか、まったく準備を必要としません。SEM では 対照的に、TEM の 試料準備プロセスははるかに複雑であり、操作には経験豊富なエンジニアが必要です。 TEM 試料 は非常に薄く、通常は 150 nm 未満、さらには 30 nm 未満で、できるだけ平らでなければなりません。これは、TEM標本の準備にはより多くの時間と専門知識が必要になる可能性があることを意味します。 画像の種類: SEM は 試料表面の詳細な三次元画像を提供し、TEM は試料の内部構造の二次元投影画像を提供します。 a. スキャン Electron Microscope(SEM) により、試料の表面形態の 3 次元画像が得られます 。主に形態解析に使用されます。 材料の表面形態を調べる必要がある場合は、SEM を使用できますが、実験要件を満たしているかどうかを確認するために解像度を考慮する必要があります。 b. 内部を理解する必要がある場合 材料の結晶または原子構造 、TEM が必要です。 透過型電子顕微鏡 (TEM) は従来の顕微鏡に似ており、二次元の画像を提供します。 標本の表面と内層の両方を観察できますが、三次元の側面は欠けています。 違い: E電子Microscope (SEM) 試料の表面形態を観察する 164、一方で T 送信Electron Microscope・(TEM)・は、試料の構造形態を検査する。 一般に、TEM はより高い倍率を提供し、より高い真空を必要とします。 SEM は、最大直径が 200 mm 以上、高さが約 80 mm に達する、より大きなサイズの 試料 に対応できますが、TEM 試料 は通常、直径約 3 のグリッド上に配置されます。観察用mm

  心臓磁気信号検出の意義 人体の磁場は、人体内のさまざまな組織や器官に関する情報を反映することができます。人体の磁場の測定は人間の病気に関する情報を得ることができ、その検出効果と利便性は人体の生体電気の測定を超えています。心臓の磁場のサイズは数十 pT 程度で、脳の磁場と比較すると、人類によって研究された最も初期の磁場の 1 つです。心臓の心房筋と心室筋は体の最も重要な部分です。 心磁図検査 (MCG)は、心臓の心房筋と心室筋の周期的な収縮と拡張期に伴う複雑な交流生体電流の結果です。心電図 (ECG) と比較して、心臓磁場の検出は胸壁やその他の組織の影響を受けません。MCG は多角度、多次元のセンサー アレイを通じて心臓磁場を検出できるため、心臓と心臓に関するより多くの情報が得られます。心臓病巣の正確な位置特定が可能になります。CT、MRI、その他の心臓研究技術と比較して、心磁図検査は放射線をまったく使用しません。現在、心磁図の技術はますます成熟しており、100,000 以上の臨床応用があり、主に次の側面に反映されています。   01 冠状動脈性心疾患 統計によると、冠状動脈性心疾患は一般的かつ頻度の高い疾患であり、現在、中国の冠状動脈性心疾患患者は1,100万人を超えています。冠状動脈性心疾患は最も一般的な死因であり、死亡者数はすべての腫瘍による死亡者数の合計を上回っています。冠状動脈性心疾患の場合、MCG は主に心筋虚血によって引き起こされる心筋再分極不一致を検出します。たとえば、Li et al. 101人の冠動脈疾患患者と116人の健康なボランティアのMCGを測定した。その結果、冠動脈疾患患者では、R-max/T-max、R-value、平均角度の 3 つのパラメータが正常な人よりも有意に高いことが示されました。冠動脈疾患患者101人のうち、MCG、心電図検査、心エコー検査によって検出された心筋虚血の割合はそれぞれ74.26%、48.51%、45.54%であり、冠動脈疾患患者におけるMCGの診断精度が有意に高いことが示された。心電図検査や心エコー検査よりも高い。これは、冠状動脈性心疾患患者における MCG の診断精度が ECG や心エコー検査よりも大幅に高いことを示しています。 参考：国際 Ｊ．クリン．経験値 医学。8(2):2441-2446(2015) 02 不整脈 不整脈は、心臓インパルスの発生部位、心拍の周波数とリズム、およびインパルス伝導の一部の異常として定義されます。統計によると、中国の不整脈患者の数は2,000万人を超えており、MEGを使用すると不整脈患者の病変の�

光、電気、熱、磁気はすべてライフサイエンス測定に関与する重要な物理量であり、光学イメージングが最も広く使用されています。技術の継続的な発展により、光学イメージング、特に蛍光イメージングは​​生物医学研究の視野を大きく広げてきました。しかし、光学イメージングは​​、生体サンプルのバックグラウンドシグナル、蛍光シグナルの不安定性、および絶対定量の難しさによって制限されることが多く、その応用がある程度制限されます。磁気共鳴画像法 (MRI) は優れた代替手段であり、浸透性が高く低強度であるため、頭蓋、神経、筋肉、腱、関節、腹部骨盤臓器の病変の検査など、いくつかの重要なライフ サイエンスのシナリオで広範囲に応用できます。バックグラウンドと安定性の特性。MRI は前述の光学イメージングの欠点に対処することが期待されていますが、低感度と低い空間分解能によって制限されており、ミクロンからナノメートルの分解能で組織レベルでのイメージングに適用することが困難になっています。    近年開発された新しい量子磁気センサーである窒素空孔（NV）センター、ダイヤモンドの発光点欠陥、  NVセンターベースの磁気イメージング技術は、ナノメートルレベルまでの分解能で微弱な磁気信号の検出を可能にし、非磁性を実現します。 -侵襲的。これにより、ライフサイエンス向けに柔軟で互換性の高い磁場測定プラットフォームが提供されます。これは、免疫および炎症、神経変性疾患、心血管疾患、生体磁気センシング、磁気共鳴造影剤、特に光学的背景および光学的透過収差を含む生体組織の分野における組織レベルの研究および臨床診断を実施するのに独特であり、以下を必要とする定量分析。     ダイヤモンドNVセンター磁気イメージング技術   ダイヤモンド NV センター磁気イメージング技術には、主に 2 つのタイプがあります。走査磁気イメージングと広視野磁気イメージングです。走査型磁気イメージングは​​、ダイヤモンド単色中心センサーを使用する原子間力顕微鏡 (AFM) 技術と組み合わされています。イメージング方法は単一点走査タイプのイメージングであり、非常に高い空間分解能と感度を備えています。ただし、イメージング速度とイメージング範囲により、一部の領域ではこの技術の適用が制限されます。一方、広視野磁気イメージングでは、単一の NV センターと比較して、高密度の NV センターを備えたテザー ダイヤモンド センサーが使用され、空間分解能は低下しますが、広視野のリアルタイム イメージングに大きな可能性を示します。後者は、細胞磁気イメージングの分野の研究により適している可能性があります。   の応用  NVセンター 細胞研究における広磁場磁気イメージング技術   応用例 1: 走磁性細菌の磁気イメージング   走磁性細菌は、外部磁場の作用下で方向性を持って移動し、主に土壌、湖、海洋で体内で磁性ナノ粒子 (マグネトソーム) を形成できる細菌の一種です。 細菌をダイヤモンド表面に置き、光学的方法を使用してNV中心の量子スピン状態を調べることにより、研究者は細菌内のマグネトソームによって生成された磁場ベクトル成分の画像を迅速に再構成できます。広視野磁気イメージング顕微鏡により、サブミクロンの解像度と広い視野で複数の細胞の光学的および磁気的イメージングを同時に行うことができます。この研究は、高空間分解能条件下で生細胞内の生体磁気構造をイメージングする新しいアプローチを提供し、細胞および細胞ネットワーク内の広範囲の磁気信号のマッピングを可能にします。     図 1. 向磁性細菌の磁気イメージング   (画像クレジット: DL Stage et al. 生細胞の光磁気イメージング Nature, 2013, 496(7446): 486-489)   応用例 2: マクロファージの鉄取り込みの磁気イメージング   マクロファージの主な機能は、固定細胞または遊離細胞の形で細胞破片および病原体を貪食（つまり、貪食および消化）し、リンパ球または他の免疫細胞を活性化して病原体に応答することです。マクロファージは複数の機能を持つ免疫細胞であり、サイトファジー、細胞性免疫、分子免疫学の研究にとって重要な対象です。 図 2 に示すように、研究者らは、サブミクロン分解能とナノテスラ感度を備えた Diamond NV 中心ベースの広視野磁気イメージングを使用して、マウス動物の細胞および組織内の磁場をイメージングしました。この技術の有用性は、マクロファージの鉄を観察することによって実証されました。マウスをモデルとして使用し、肝組織サンプル中の鉄過剰摂取と検出を行います。さらに、研究者らは生細胞における磁性粒子のエンドサイトーシスを検出しました。このアプローチは、MRI ボクセルとその微視的コンポーネントの間のギャップを埋めます。   図 2. マクロファージの鉄取り込みの磁気イメージング研究   (画像クレジット: HC Davis et al. 細胞内ダイヤモンド磁力測定による磁気共鳴画像コントラストのマイクロスケール起源のマッピング、Nature Communications、2018、9:131)   アプリケーション 3: 免疫磁気標識細胞の磁気イメージング   がんは現在、人類にとって最も致死率の高い病気の一つです。がんの分子メカニズムの研究と早期かつ正確な臨床診断は、効果的な治療の基礎となります。     図 3. 肺がん組織の磁気画像研究   (画像クレジット: SY Chen et al. ダイヤモンドの量子センサーを使用した腫瘍組織の免疫磁気顕微鏡法、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、2022、119: e2118876119)   中国科学技術大学 (USTC) は、組織レベルの免疫磁気標識法を開発しました。超常磁性粒子は、抗原抗体の特異的認識によって腫瘍組織内のPD-L1などの標的タンパク質分子で特異的に標識されました。次に、組織サンプルをダイヤモンド表面に密着させ、ダイヤモンドの表面近くに約 100 nm で分布した NV 中心の層を、400 nm の分解能で磁場イメージングを行うための 2 次元量子磁気センサーとして使用しました。 NV 広視野顕微鏡 (図 3) は、ミリメートルの視野でミクロンレベルの空間分解能を実現します。最後に、磁場に対応する磁気モーメント分布が深層学習モデルによって再構築され、定量的分析の基礎が提供されました。   ハーバードスミス天体物理学センターは、NV 広視野磁気イメージングによる免疫磁気標識技術を使用しています。癌細胞と健康な細胞の磁気イメージングの比較は、細胞検出の分野における生物医学に重要なツールを提供するこのイメージング技術の有用性を特徴付けるために行われました。  ...