LIGHT-SABRE 无需磁场循环即可连续超极化 1-^{13}C-丙酮酸
化学物理
2024-12-19 v1
摘要
核自旋超极化使得能够在体内实时观测代谢和分子间相互作用。1-^{13}C-丙酮酸是目前在多项临床试验中作为有前景的分子成像剂进行评估的主要超极化示踪剂。然而，对一种简单、快速且高效的超极化技术的探索仍在继续。在此，我们描述了在 121 μT 磁场（约为地球磁场的两倍）下，对 ^{13}C 自旋进行音频范围内的连续弱辐照，能够使自旋序从仲氢转移到 1-^{13}C-丙酮酸的 ^{13}C 磁化。这些所谓的 LIGHT-SABRE 脉冲通过可逆交换的 Ir 配合物的 J-耦合网络，耦合了仲氢和丙酮酸的核自旋态。在环境压力下使用约 100% 的仲氢，我们在 5.1 mM Ir 配合物存在下，将 51 mM 的 1-^{13}C-丙酮酸连续且重复地极化至自由和催化剂结合态丙酮酸平均 1.1% 的极化度。实验在 -8°C 下进行，此时几乎仅观测到结合态丙酮酸，对应于结合态丙酮酸上估计 11% 的极化度。获得的超极化水平与在其它相同条件下通过 SABRE-SHEATH 获得的水平非常接近。观测到了三种不同类型的自旋序的产生：沿外加磁场的横向 ^{13}C 磁化、沿主磁场 B_0 的 ^{13}C z-磁化以及 ^{13}C-^{1}H zz-自旋序。通过使用超导量子干涉装置 (SQUID) 进行检测，我们发现所产生的自旋序源于微小的 ^{1}H-^{13}C J-耦合相互作用，这些相互作用即使在我们低于 0.3 Hz 的窄线宽下也无法看到。
引用
@article{arxiv.2302.09299,
title = {LIGHT-SABRE hyperpolarizes 1-^{13}C-pyruvate continuously, without magnetic field cycling},
author = {Andrey N. Pravdivtsev and Kai Buckenmaier and Nicolas Kempf and Gabrielle Stevanato and Klaus Scheffler and Joern Engelmann and Markus Plaumann and Rainer Koerber and Jan-Bernd Hövener and Thomas Theis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09299},
year = {2024}
}