תהודה מגנטית גרעינית (NMR), היא כלי דימות וספקטרוסקופיה המאפשר למדענים, בין היתר, לחקור את המבנה של מולקולות ואת הדינמיקה שלהן ברזולוציה אטומית. אחד הקשיים שהכלי הזה מציב בפני מדענים, הוא חולשת האותות שלו. פרופ‘ לוסיו פרידמן וחברי קבוצת המחקר שלו במכון ויצמן למדע, פיתחו שיטת NMR לחקר מולקולות ביולוגיות ברגישות גבוהה המאפשרת לזהות ולמפות שינויים בארגון המולקולות האלה ברגישות גבוהה משמעותית מזו המתקבלת בדרך כלל. החוקרים מקווים כי פיתוח זה, הנסמך בין היתר על מענק מהקרן הלאומית למדע, יקדם את המחקר במולקולות ביולוגיות שונות, ובהן אר–אן–אי וחלבונים.

דימות בתהודה מגנטית (MRI), כלי המצוי בכל בית חולים, הוא למעשה סוג מסוים של NMR. האינטראקציות המגנטיות החלשות מאוד ש-MRI מפעיל על גרעיני האטומים בדגימה, מאפשרות לו לבצע בדיקות לא פולשניות המבוססות על המים שברקמות. אלא שאותן תכונות, מחייבות ויתור על הרגישות הנדרשת לדימות ואפיון של מולקולות ביולוגיות הנמצאות בריכוזים נמוכים בהרבה.

פרופ‘ פרידמן אומר שאפשר להגביר את רגישות המערכת, באמצעות קיטוב–על שמגדיל באופן משמעותי את מספר הספינים של גרעיני האטומים המסתדרים תחת השפעת השדות המגנטיים בדוגמה הנבדקת (ספין הוא תקיפת סחרור שקיימת בחלקיקים. קיימים שני כיווני ספין, שנהוג לכנותם “מעלה” ו“מטה“. קיטוב–על פירושו הגדלה משמעותית של שיעורו של אחד המצבים הללו לעומת השני). אלא שקיטוב–על גרעיני מחייב, בדרך כלל, קירור לטמפרטורות נמוכות מאוד שאינן מתאימות לעבודה עם מולקולות ביולוגיות כמו די–אן–אי, אר–אן–אי או חלבונים. המצב נעשה מורכב וקשה עוד יותר, כאשר מדענים מבקשים לחקור את המולקולות האלה בתנאים טבעיים ופיזיולוגיים.