Исследователи Германского центра исследования рака (DKFZ) показали, что гиперполяризованный ксенон помогает измерять свободный гадолиний в растворе. В лабораторном опыте метод обнаруживал металл при концентрациях в микромолярном диапазоне. О результате 29 октября 2026 года сообщил Германский центр исследования рака, статья вышла в журнале Sensors & Diagnostics.

Как ксенон выдаёт присутствие гадолиния

В опыте ксенон помещали в молекулярную клетку на основе криптофана. Ядра атомов ксенона давали сигналы, которые регистрируют методом ядерного магнитного резонанса. Когда рядом появлялись свободные ионы гадолиния Gd³⁺, они вытесняли ксенон из клетки. Сигнал связанного ксенона слабел, и по этому изменению исследователи оценивали концентрацию гадолиния.

Представим клетку с местом для одного шарика. Пока в этом месте сидит ксеноновый шарик, прибор регистрирует сигнал связанного ксенона. Когда место занимает ион гадолиния, ксенон вылетает, и сигнал слабеет. Такая картинка объясняет механизм, но не описывает отдельный опыт.

Метод различает свободный гадолиний и гадолиний, который удерживает хелатная молекула, химическая «клетка» контрастного вещества. Это различие важно для экологического контроля: после МРТ контрастные препараты выводятся с мочой и попадают в сточные воды. Там гадолиний, согласно пресс-материалу центра, в течение долгого времени остается связанным с хелатом.

Пока команда продемонстрировала лабораторное измерение, а не анализ реальных проб воды или стоков. Чувствительность показана только в условиях проведённого эксперимента. Исследователям ещё предстоит проверить другие диапазоны концентраций и выяснить, могут ли другие ионы связываться с клеткой и мешать измерению. Метод также может быть полезен при подготовке научных статей о новых аналитических подходах.

Схема лабораторного метода измерения свободного гадолиния по изменению сигнала гиперполяризованного ксенона; анализ реальных проб воды не показан.

Фото: Engin Altundağ / Pexels