Logo der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt

Großgerät zur Verfolgung magnetischer Nanopartikel

Nachricht des Jahres im PTB-Jahresbericht 2015
01.04.2016

An der Charité – Universitätsmedizin Berlin weihte Bundesforschungsministerin Prof. Dr. Johanna Wanka am 12.6.2015 ein in Deutschland entwickeltes Magnetic Particle Imaging (MPI)-Gerät ein, das von der Charité gemeinsam mit der PTB betrieben werden soll. Dieses Gerät wurde im Rahmen einer Großgeräteinitiative von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit knapp 4 Millionen Euro finanziert. Mit der MPI-Technik lassen sich mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung Bilder von der Verteilung magnetischer Nanopartikel im lebenden Gewebe oder im Blutfluss erzeugen.

Die Einweihung des MPI-Scanners am 12.6.2015. von links: L. Trahms (PTB), J. Wanka (Bundesministerin für Bildung und Forschung), E. Braun (Philips), S. Krach (Staatssekretär für Wissenschaft Berlin), M. Taupitz (Charité), J. Ullrich (PTB)

Das Magnetic Particle Imaging wurde vor einigen Jahren von Philips erfunden. Grundlage sind die Signale der eingesetzten Tracer: ungiftiger magnetischer Eisenoxid-Nanopartikel, die injiziert werden und im Blutkreislauf transportiert werden. Da diese magnetischen Tracer auf ein eingestrahltes äußeres Magnetfeld mit einer nicht linearen Antwort reagieren, geben sie spezifische Signale ab, die vom MPI-Gerät in Echtzeit mit hoher Empfindlichkeit ortsaufgelöst erfasst werden. So lässt sich beispielsweise der Blutfluss als Film mit wenigen ms zeitlicher Auflösung beobachten, um Herz-Kreislauf- Probleme zu untersuchen. Die Aufgabe der PTB ist die umfassende messtechnische Charakterisierung der neu zu entwickelnden Eisenoxid-Nanopartikel, die für eine genaue quantitative Interpretation der MPI-Bilder notwendig ist. Dazu werden verschiedene Messverfahren eingesetzt: Magnetsuszeptometrie, Magnetpartikelspektrometrie sowie die in der PTB entwickelte Magnetrelaxometrie. Zudem sollen auf der Basis mathematischer Modelle Simulationsrechnungen durchgeführt und mit experimentellen Untersuchungen verglichen werden.