磁共振三冠

由于磁共振仪器三冠王的到来，魏茨曼研究所的科学家们正准备在他们的研究中领先。由巨大的起重机从建筑物的屋顶降下来，其中包括一个重达数吨、人们期待已久的23.5特斯拉(T) / 1千兆赫兹(GHz)磁共振仪器。

这是世界上最强大的三个核磁共振(NMR)机器之一，并加入了2018年抵达魏茨曼的另外两个独特的重量级设备:用于临床前成像的15.2T核磁共振扫描仪和用于神经生物学研究的7T人体核磁共振扫描仪。

“创造每块磁铁本身就是一个实验。就它们各自能让我们探索的东西而言，天空才是极限，”化学和生物物理系的卢西奥·弗莱德曼教授说。Frydman教授是世界领先的磁共振创新者。他与化学研究支持部门的磁共振部门负责人Tali Scherf博士，神经生物学部门的Noam Sobel教授以及其他魏茨曼科学家一起，监督了该研究所在这一领域的能力的重大升级和扩展。

首先是用于临床前研究的15.2T扫描仪，这是目前最高的用于啮齿动物磁共振成像的现场商用机器。然后是安装在阿兹列利国家人脑成像和研究研究所的一台7 T核磁共振成像，这是临床上允许用于人类研究的最高现场机器(而且这台机器必须从屋顶上降下来)。最终，在2018年12月，23.5特斯拉MR机器抵达了它在雷霍沃特的新家。

磁共振仪器有两种基本类型。核磁共振光谱学被用作一种分子显微镜，能够看到原子层面的细节。这些机器揭示了复杂生物分子机器的结构和功能，如催化作用的蛋白质，或为活细胞提供动力的核糖体等蛋白质/核酸复合物。与此同时，更广为人知的用于医院诊断的核磁共振成像在科学实验室中也是广泛研究的基础，从阐明大脑活动到了解健康和疾病中细胞和组织的行为。

大量魏茨曼科学家需要23.5T核磁共振、15.2T动物核磁共振和7T人类核磁共振为他们的工作提供的分辨率和灵敏度水平。结构生物学系的Rina Rosenzweig博士将使用先进的超高场NMR方法来了解大型蛋白质组合的结构、动力学和相互作用，例如与导致阿尔茨海默病等神经退行性疾病的蛋白质错误折叠和聚集有关的结构。材料与界面系的Michal Leskes博士计划利用其巨大的能量来监视电池电极上的化学相互作用，以寻找更好的解决方案，为从手机到汽车的设备供电。

Phillip Selenko教授使用来自最高场仪器的能力来可视化活细胞内蛋白质的功能和命运。Amnon Bar-Shir博士在有机化学系的分子成像实验室中使用高场NMR和MRI来帮助创建新的生物传感器和示踪剂。来自化学和生物物理系的Assaf Tal博士需要最高的灵敏度和分辨率来量化和空间绘制动物和人类大脑中驱动生命的代谢物。神经生物系最近聘用的另一位研究员丽塔·施密特(Rita Schmidt)博士，依靠高电场将人脑的电特性与其生理功能连接起来。

不小的成就

制造和交付所有磁铁有点像一个传奇故事，但没有比23.5吨的“野兽”更具挑战性。为了制造机器核心，他们在一年多的时间里进行了三次尝试，制造并缠绕了数公里长的超导电线。超导导线中要求最高的部分必须在测试前“烘烤”，在最终系统中组装，并在现场进行测试。每次发现缺陷，制造商就不得不丢弃电线，重新制造。一旦完成核磁共振仪器被空运到以色列;用了三辆拖拉机拖车才把磁铁和成吨的附属精密电子和机械设备带进了研究所。许多辅助设备也必须从屋顶“飞进来”，因为它们无法通过普通的门。几周后，起重机回来了，屋顶被暂时拆除，以便将这个巨大的仪器安装到定制的最后一条腿上。

来自制造商布鲁克(Bruker)的三组技术人员飞到现场，帮助完成安装的各个阶段，帮助组装电子控制阵列。组装完成后，安装团队与研究所的科学家一起开始了为期两周的过程，使用液氮冷却环绕磁线圈和实际核磁共振探测器的冷却套。然后，内舱必须用液氦进行过冷，这个过程又花了几天时间。在磁体达到工作温度后，研究小组开始将磁体通电至23.5特斯拉的最终磁场，这也是一个耗时数天的漫长而紧张的过程。一旦磁铁“在现场”，研究小组就开始测试电子设备，进行初步测试，并对磁场进行交互调整。所有这一切都是一个危险的过程:类似的机器在通电阶段已经失败了几次，直到最终成功运行。

魏茨曼团队希望在4月底前一切都能正常工作，一旦稳定安装，这台机器应该可以使用几十年(例如，1998年安装的800兆赫的早期机器仍然在定期使用)。“我们在魏茨曼研究所开启了磁共振研究的复兴。我们招募了一批优秀的年轻科学家，他们依靠MR进行研究，并为他们提供了世界上最强大的机器。”弗里德曼教授说。“现在是时候给他们让路了，让他们赢得比赛。”

Lucio Frydman教授得到了Adelis基金会、Clore高场磁共振成像和光谱学研究所、Comsaroff家族信托基金、Leona M.和Harry B. Helmsley慈善信托基金、Katz材料科学和磁共振研究研究所、Helen和Martin Kimmel创新研究奖、Helen和Martin Kimmel磁共振研究所、Dr. Dvora和Haim Teitelbaum捐赠基金的支持，埃米尔和丽塔·维斯菲尔德家族基金会，以及欧洲研究委员会。他是Bertha和Isadore Gudelsky教授席的现任主席。