András, Andor, Andrea2021. november 30., kedd
Tudomány

A ritkaföldfémek hasznosítása

National Geographic Magyarország

A Debreceni Egyetem két professzora dolgozta ki az MRI (Magnetic Resonance Imaging magyarul: mágneses rezonancia képalkotás) vizsgálatokhoz szükséges ritkaföldfém biztonságos használatát.

MRI felvétel egy hátgerincről                                                     Fotó: dreamstime

 

Brücher Ernő volt az a kémikus, akinek az 1960-as évek elején, első látásra az a hálátlan feladat jutott, hogy a periódusos rendszerben csak “lábjegyzetként” részletezett lantanoidák kémiáját kutassa.

Az 1980-as években Tóth Imre viszont már annak a tudatában végezhette tudományos kutatómunkáját, hogy a gadolinium nevű ritkaföldfém alkalmas kontrasztanyag lehet az MRI vizsgálatokhoz. A kutatóknak biztonságossá kellett tenni  használatát, ugyanis a gadolinium egy mérgező földfém.

Az MRI módszer alkalmazása során, erős mágneses térben a hidrogén atommagok, azaz a protonok gerjeszthetők, és ezáltal azok mágneses rezonanciajelet bocsátanak ki. Ennek a jelnek a segítségével háromdimenziós képet kaphatunk – a test szöveteinek hidrogéntartalmán keresztül – annak szerkezetéről. (A mágneses teret az abszolút nulla fok közelében működő szupravezető tekercsekkel tartják fenn.)

Ennek a képalkotó módszernek nagyon nagy előnye a röntgen-, gamma-, pozitronsugárzáson alapuló vizsgálatokkal szemben, hogy egyáltalán nem károsítja a szervezetet. A fenti képalkotó módszerek alkalmazásakor fellépő, bár csekély mértékű, sugárhatások összegződnek – ennek van némi kockázata.
További előny, hogy nem kell hozzá gyorsító berendezés, amelyben például a PET (pozitron emissziós tomográf) készülékhez szükséges izotópokat előállítják.

Az MRI diagnosztika során más mágneses rezonancia kép mutatkozik a rákos és más az egészséges szövetről. Mivel azonban az emberi test tömegének nagyjából 70 százalékát a két hidrogén- és egy oxigénatomból álló víz adja, annak a protonjai zavarják a képet. Ezért kontrasztanyagokat kell alkalmazni, amelyek tisztábbá, élesebbé, tehát kontrasztosabbá teszik a látványt azzal, hogy kiszűrik a képalkotáshoz felesleges hidrogénatomok jelének zavaró hatását.
    
Számos kontrasztanyagot kipróbáltak, és kiderült, hogy közülük a leghatékonyabb a gadolinium ion. Mivel ez mérgező az emberi szervezetre, meg kellett találni a módját annak, hogyan lehet úgy ártalmatlanná tenni, hogy mégis betölthesse a kívánt kontrasztanyag-funkciót is.
Itt volt szükség a debreceni kutatócsoport tudására, melyet a komplex vegyületek előállítása és kutatása területén szerzett.
A gadolinium – más fémekhez hasonlóan – képes rá, hogy bizonyos szerves anyagokkal koordinatív kötésű vegyületeket, kelátokat alkosson. Erre alkalmas anyagok az etilén-diamin tetraacetát (EDTA) és származékai. Ezek a molekulák szinte beburkolják a gadolinium iont, amely így a külső környezetére nézve elveszti mérgező hatását, ugyanakkor megőrzi azokat a tulajdonságokat, amelyek jó kontrasztanyaggá teszik.

Mindez természetesen sok kísérlet és mérés eredménye, hiszen a létrehozott komplex vegyületnek annyira stabilnak és lassan elbomlónak kell lennie, hogy a képalkotó eljárás közben – amíg a szervezetben tartózkodik – ne tudjon belőle kiszabadulni a fémion, hiszen akkor mérgezést okozhatna.

Az sem lényegtelen, hogy milyen gyorsan lehet ezeket a komplex vegyületeket előállítani. Ha például radioaktív izotópot akarnak ilyen vegyületbe csomagolni, hogy ne csak diagnosztizáljanak, hanem azonnal gyógyítsanak is vele, az izotóp lebomlási idejével kell versenyre szállni.
A diagnózist és terápiát egyesítő új módszert teragnosztikának nevezik. Ehhez speciális fémkomplexek szükségesek, amelyek készítését, vizsgálatát szintén a két professzor és munkatársaiból álló ritkaföldfém-kutató csoport végzi.

Forrás: MTI/ pgf krp

A ritkaföldfémekről olvashatnak cikket a magazin 2011. júniusi lapszámában, Titkos (kínai) adalékok (szinte) bármiben címmel.

Hozzászólások

Madárcipő ragadozóknak

Madárcipő ragadozóknak

A 3D nyomtatásnak köszönhetően a sérült lábú ragadozók gyorsabban gyógyulhattak meg.

A maszkok hatékonyságáról

A maszkok hatékonyságáról

Melyik a leghatékonyabb maszk a fertőzések megakadályozására?  A kérdésre Prof. Dr. Jakab Ferenc virológus, a PTE Szentágothai János Kutatóközpont Nemzeti Virológiai Laboratóriumának vezetője válaszol.

A gyapjas mamut kihalásának komplex okai

A gyapjas mamut kihalásának komplex okai

Egy új tanulmány alapján a faj nem pusztán az éghajlati átalakulás miatt tűnt el.

Kullancs-vérszívás elleni védőoltást fejlesztenek

Kullancs-vérszívás elleni védőoltást fejlesztenek

A kullancsok több súlyos betegséget is terjesztenek, mint például a Lyme-kór, ám elképzelhető, hogy sikerül ezt megakadályozni majd egy jelenleg fejlesztett védőoltással.

Mi legyen a gombakomposzttal?

Mi legyen a gombakomposzttal?

A gombakomposzt újrahasznosítására dolgoznak ki új megoldást uniós támogatással a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) és az Új Champignons Kft. munkatársai.

National Geographic 2021. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 995 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket