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Gd$^{3+}$--水合物中 $^1$H NMR 弛豫的分子动力学模拟

化学物理 2021-07-09 v2 医学物理

摘要

采用原子级分子动力学模拟研究 25^{\circ}C 溶液中顺磁性 Gd3+^{3+} 离子所致水的 1^1H NMR T1T_1 弛豫。由 Gd3+^{3+}--1^1H 偶极--偶极自相关函数计算的 T1T_1 弛豫率频散函数 r1r_1 的模拟,在 f0f_0 \simeq 5 \leftrightarrow 500 MHz 范围内与测量值吻合在 8\simeq 8\% 以内,且模拟解读中无任何可调参数,亦无任何弛豫模型。模拟结果在 Solomon-Bloembergen-Morgan 内球弛豫模型与 Hwang-Freed 外球弛豫模型背景下进行讨论。在 f0f_0 \lesssim 5 MHz 以下,模拟较测量高估 r1r_1,借此估算零场电子自旋弛豫时间。模拟显示出预测用于临床 MRI 的螯合 Gd3+^{3+} 对比剂在高频率下 r1r_1 的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.10763,
  title  = {Molecular dynamics simulations of $^1$H NMR relaxation in Gd$^{3+}$--aqua},
  author = {Philip M. Singer and Arjun Valiya Parambathu and Thiago J. Pinheiro dos Santos and Yunke Liu and Lawrence B. Alemany and George J. Hirasaki and Walter G. Chapman and Dilip Asthagiri},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.10763},
  year   = {2021}
}