在 1 T 和 77 K 条件下使用 TEMPOL 和 trityl OX063 气体的动态核极化机制
化学物理
2024-12-16 v1
摘要
最近在 1 T 和 77 K 的紧凑型 benchtop DNP 极化器上，成功实现了 proton(1H) 和 carbon(13C) 自旋的两个数量级灵敏度提升。然而，此条件下 DNP 机制尚未阐明。若要进一步提升灵敏度，深入理解在这些非传统 benchtop 条件下电子与 1H 和 13C 自旋之间主导极化传递机制是必要的。在本研究中，我们发现 DNP 在狭窄电子参量共振(EPR)线的气体(15 mM trityl OX063)中通常由固体效应主导，而在宽EPR线的气体(50 mM TEMPOL)中由交叉效应主导。对于两种气体，都考察了主导 DNP 机制，通过变化微波频率并测量 1H 和 13C DNP 增益因子来获得 1H 和 13C DNP 光谱。考察了微波功率对 1H DNP 积累时间和 1H 核自旋松弛时间的影响，以区分固体效应和交叉效应 DNP。最后，在持续微波照射下，对电子饱和进行时间分辨模拟，可复制两种气体在 1 T 和 77 K 条件下实验的 1H 和 13C DNP 光谱，考虑其电子松弛特性。仅对于 trityl OX063，13C DNP 光谱显示出额外的 DNP 最大值，归因于 [1-13C] 乙酸中甲基转子诱导的 1H-13C 杂核交叉松弛。
引用
@article{arxiv.2412.10325,
title = {Dynamic Nuclear Polarization Mechanisms using TEMPOL and trityl OX063 radicals at 1 T and 77 K},
author = {Ewoud Vaneeckhaute and Charlotte Bocquelet and Nathan Rougier and Shebha Anandhi Jegadeesan and Sanjay Vinod-Kumar and Guinevere Mathies and Roberto Melzi and James Kempf and Quentin Stern and Sami Jannin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.10325},
year = {2024}
}
备注
Main text, 15 pages, 6 figures. Supporting information, 7 pages, 5 figures