Minisensor magnético de la RMN en un chip tiene aplicación en el desarrollo de drogas

La tecnología fue desarrollada en colaboración entre el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos (NIST; Gaithersburg, MD, EUA; www.nist.gov) y la Universidad de California, Berkeley (CA, EUA; www.berkeley.edu), y fue descrita en la edición en línea del 6 de febrero de 2008 de Proceedings of the [U.S.] National Academy of Sciences (PNAS). El chip RMN detectó señales magnéticas del núcleo atómico del agua corriente fluyendo a través de chip de silicona adaptado que yuxtapone un canal de líquido minúsculo y el sensor NIST. El grupo Berkeley co-desarrolló recientemente esta técnica "RMN remota” para rastrear volúmenes pequeños de líquido o flujo de gas dentro de materiales blandos como tejido biológico o roca porosa, para aplicaciones posibles en procesos industriales y exploración de petróleo. El chip puede ser usado en espectroscopia RMN, una técnica ampliamente usada para determinar la información física, química, electrónica, y estructural acerca de las moléculas. Las señales RMN son equivalentes a aquellas detectadas en sistemas de resonancia magnética (RM).

Los científicos Berkeley seleccionaron el sensor NIST, un tipo de magnetómetro atómico, para el chip por su tamaño pequeño y alta sensibilidad, que hace posible detectar señales débiles de resonancia magnética de una muestra pequeña de átomos en el microcanal adyacente. La detección es más efectiva cuando el sensor y la muestra son casi del mismo tamaño y se localizan muy cerca, de acuerdo con el autor principal del estudio, Dr. Micah Ledbetter. De manera que cuando las muestras son minúsculas, como en la tamización económica de muchas sustancias químicas, un sensor pequeño es crucial, según el Dr. Ledbetter.

Su tamaño pequeño y sensibilidad extrema hacen al sensor NIST adecuado para el microchip, en contraste con los SQUID (dispositivos de interferencia quantum superconductores) que requieren equipo voluminoso para enfriarse a temperaturas criogénicas o fibras de cobre convencionales que necesitan campos magnéticos mucho más altos (típicamente generados por imanes superconductores grandes) como aquellos en la RM convencional.

Los resultados reportados en PNAS demostraron otro uso para el mini-sensor NIST, basado en los relojes atómicos de NIST. El sensor ya ha demostrado tener aplicaciones de imagenología biomédica.

El investigador principal del estudio fue el Dr. Alexander Pines, una autoridad líder en RMN. La universidad/NIST hicieron una solicitud conjunta de patente temporal para el microchip.