MRI 在 1970 年代问世，自此成为重要的医学影像工具。MRI 的原理是，生物组织多由碳氢氧化合物构成，所以其中有很多氢原子，氢原子核会自旋产生磁矩，就像是微小磁粉，当施加一个强力磁场时，组织中的氢原子核的旋转方向会被磁场统一，就像大磁铁影响磁粉一样，而只要受影响的氢原子够多，它们的共振就可以由天线感测到。
不过传统 MRI 的分辨率也因此有其上限，因为最少要上兆个氢原子，所以分辨率最小只能到三百万分之一米，也就是说差不多半个红血球大小，虽然这对医学上侦测肿瘤等用途来说已经足够，但是科学家们一直认为，MRI 还能往奈米级的分辨率挑战。
1993 年，IBM 的物理学家们利用原子力显微学的原理，打造出第一台奈米等级的 MRI，原理是使用一个微小硅探针，当受检的检体受到磁场作用而产生磁共振时，会对硅探针产生些微拉力，之后自旋反转，磁场反转，反而产生些微推力，因此硅探针会有来来回回的微震动，用激光测量这种微振动，就能侦测共振强度。
IBM 称之为核磁力显微（magnetic resonance force microscopy, MRFM）此后，IBM 将 MRFM 的分辨率推进到 5~10 奈米，使 MRI 进步到能与电子显微镜的分辨率相提并论，而 MRI 比电子显微静更占优势的一点是它不需破坏检体，因此有利于研究如病毒等。
2009 年，IBM 与麻省理工学院（MIT）合作发表论文，以此技术拍下烟草镶嵌病毒的 MRI 影像。
除了 IBM 与 MIT，其他研究团队也持续推动奈米级 MRI 的研究，最新发表研究成果的是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（University of Illinois at Urbana-Champaign），他们一样使用硅探针，一条只有奈米宽度的细线，包覆在聚苯乙烯之中。研究团队用一片聚苯乙烯模型作为 MRI 扫描的检体，成功在奈米级的 MRI 影像上重建了模型的形状。在分辨率方面，目前也是与 IBM 差不多，但研究团队认为几年内就可以提升到 1~3 奈米。
（credit: University of Illinois）
但是研究团队也指出，目前他们所使用的技术，需要将检体和设备冷冻到极低温，且检体需要切片，所以不可能像我们在医院照的 MRI 一样用来照活人的身体组织，不过研究团队说这些困难未来他们都会想办法一一克服。
（cover photo credit: Patrick Gillooly）
- Physicists inch toward atomic-scale MRI
- New views at the nanoscale
