阿尔茨海默病究竟是如何发展的尚不清楚，但大脑中铁的不平衡可能起了一定作用。莱顿物理研究所(Leiden Institute of Physics)的玛蒂娜·胡贝尔(Martina Huber)研究了大脑中的铁储存，并设法将两种技术结合起来，以获得更多的见解。胡贝尔说:“为了实现这一目标，我们必须汇集不同领域的专业知识，我为我们的成功感到自豪。”

　　这项研究发表在《物理化学化学物理》杂志上，标题为“人类肝脏铁蛋白自旋结构的深度磁强计和EPR分析:从DC到9 GHz”。

　　“阿尔茨海默氏症是一种复杂的疾病，我们只研究了一小部分，”休伯说。然而，这构成了她研究的主要动机。“我们知道，患有阿尔茨海默氏症的人，大脑的某些部位铁含量过高。大约五分之一的荷兰人患有痴呆症，而阿尔茨海默氏症是迄今为止最常见的一种。在这种疾病中，大脑中的神经细胞分解，导致患者记忆和日常活动出现困难。治疗方法并不存在。

　　这位科学家结合了两种主要用于物理学的技术。“通过所谓的squid探测器，我们测量了磁化强度。这表示物质对磁场的反应程度。我们补充了电子顺磁共振(EPR)测量。两者通常用于基础材料研究，但我们将它们用于大脑等生物样本。”

　　EPR利用了亚原子粒子的一种非常特殊的量子特性:自旋。你可以把它想象成一个自旋的粒子。当它带电荷时，它会产生一个非常小的磁场，并与环境中的其他粒子相互作用。Huber解释说，研究人员可以用EPR来测量。“我们在整个荷兰进行最灵敏的EPR测量。我们甚至可以研究样品的晶体结构，从而得到很多信息关于一个系统。”具有蛋白质外壳和铁核的铁素体粒子的示意图概述。资料来源:莱顿物理研究所

　　人体内的铁以铁蛋白的形式储存。这是一种球形纳米粒子，由两种蛋白质组成，就像足球的黑白表面一样相互连接。它们形成一个蛋白质外壳，里面有一个完全封闭的空腔。铁离子可以通过壳层进入并在此过程中失去一个电子。当离子达到2000个时，空腔就满了，铁形成了一种具有磁矩的氧化物。这可以用EPR来研究。“有时我们研究大脑物质，但在这种情况下，我们想先了解纯铁蛋白。这已经够棘手的了。”

　　Huber在她的研究中结合了两个领域的专业知识，她说这当然是一个挑战。“为了正确解释这些数据，我们向一位研究古地质学中纳米材料的研究人员寻求帮助。换句话说，地球的历史。我们显然有着完全不同的背景，但我们设法形成了一个共同的理论。了解彼此的领域是非常有趣的。说实话，我学得比我预期的要好。”

　　“关于阿尔茨海默氏症有各种各样的理论，但道路很长，答案很遥远。还需要进行大量的研究，”Huber提到。“我们已经证明，通过结合磁强计和EPR，我们可以更多地了解大脑中的铁成分。这是重要的一步。”

　　她说:“也许我们的研究将为阿尔茨海默氏症的治疗带来突破性的发现，尽管它很可能是一条死胡同。”无论如何，它背后的物理原理很有趣，因此这项研究仍然很有趣。”

　　更多资料:Lucia Bossoni et al .，人肝铁蛋白自旋结构的深度磁强计和EPR分析:从DC到9 GHz，物理化学化学物理(2023)。期刊信息:物理化学化学物理

　　莱顿大学提供

　　引用阿尔茨海默氏症的研究人员使用物理技术来研究大脑中的铁储存(2023,10月10日)

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