نريد تقدير فقدان الاستقطاب من حل مفرط الاستقطاب أثناء النقل من معدات hyperpolarizing إلى الماسح الضوئي التصوير بالرنين المغناطيسي لأنها تعبر من خلال مجالات مغناطيسية مختلفة. قدرت تقنيتنا وقت الاسترخاء في نطاقات الـ spin-lattice من الحلول ذات القطب العالي في الحقول المغناطيسية المنخفضة بدقة عالية. ولا تقتصر هذه الطريقة على الاستقطاب النووي الدينامي ويمكن استخدامها لتقدير زمن الاسترخاء في الأساليب الأخرى للانتقاش، بما في ذلك الاستقطاب الناجم عن الباراهيدروغن.
عند تنفيذ هذه التقنية، تأكد من أن العينة ذات القطب الزائد لا تعبر أو تبقى في منطقة حقل صفر لأي فترة من الزمن، وإلا فقد تفقد الاستقطاب تماما. إعداد ملليلتر واحد من المخزون الكربون-13 محلول حمض بيروفيك المخصب، وتستخدم على نطاق واسع لفي البحوث في الجسم الحي، وتتألف من 15 ملليمول لكل لتر من ثلاثياريثيل الراديكالية المذابة في حمض بيروفيك 1-13C. على واجهة برنامج المستقطب النووي الديناميكي، انقر على زر Cooldown لخفض درجة حرارة درجة الحرارة المتغيرة إدراج إلى 1.4 كلفن.
بمجرد أن تصل DNP إلى درجة الحرارة المطلوبة ، قم بتحميل 10 ميكرولترات من محلول الأسهم في كوب عينة. فتح أبواب البرج، وإدراج الكأس في VTI باستخدام عصا الإدراج مصممة خصيصا لهذه المهمة. استخراج بسرعة عصا، وتأكد من أن يتم تحريرها من الكأس.
ثم، إغلاق الأبواب برج، والسماح لدرجة حرارة VTI للعودة إلى 1.4 كلفن. وفي الوقت نفسه، إعداد DNP لتشغيل اكتساح الميكروويف من أجل العثور على الترددات الراديوية الأمثل لفرط الأقطاب من حل الأسهم. في نهاية الميكروويف الاجتياح، واستعادة العينة.
ثم، تعيين النظام في الخمول، وتسجيل التردد الأمثل حيث يتم تحقيق الحد الأقصى الاستقطاب. ويعرف هذا التردد الأمثل بأنه تردد الاستقطاب الذي يوفر الحد الأقصى من الاستقطاب. وسوف يستخدم هذا التردد لفرط الأقطاب جميع aliquots التي تم الحصول عليها من هذا المحلول المخزون محددة من حمض بيروفيك.
إعداد 250 ملليلتر من الأسهم حل المتوسطة كما هو موضح في بروتوكول النص، وإضافة EDTA بتركيز 100 ملليغرام لكل لتر لعزل أي تلوث أيون المعادن. أيضا، إعداد 500 ملليلتر من محلول تنظيف المخزون تتكون من 100 ملليغرام لكل لتر EDTA حل في المياه ديونسيد. يتم استخدام حوالي 10 ملليلتر من محلول التنظيف هذا بعد كل استقطاب لتنظيف مسار حل DNP.
تبريد جهاز DNP إلى 1.4 كلفن في التحضير لفرط القطب عينة حمض بيروفيك 1-13C عن طريق اختيار زر Cooldown في النافذة الرئيسية DNP. تزن 30 ملليغرام من محلول مخزون حمض البيروفيتش المعدة في كوب عينة. عندما يتم تحقيق درجة حرارة VTI المطلوب، انقر فوق إدراج عينة، حدد نموذج عادي، ثم انقر فوق التالي.
بعد احتياطات السلامة المعروضة على الشاشة، أدخل الكوب في جهاز DNP البارد باستخدام عصا طويلة مصممة خصيصًا لهذه المهمة. بمجرد إدخال الكوب، قم بإزالة العصا وإغلاق أبواب DNP. على واجهة البرنامج DNP، انقر فوق التالي ثم إنهاء.
انتظر حتى عادت درجة الحرارة إلى 1.4 كلفن، ثم انقر على زر نموذج الاستقطاب. في النافذة المنبثقة الجديدة، تعيين قيمة التردد إلى تلك التي تم الحصول عليها من اكتساح الميكروويف. في نفس الإطار، تعيين الطاقة إلى 50 مللي واط ووقت أخذ العينات إلى 300 ثانية.
انقر فوق التالي، تحقق من تمكين بناء رصد مربع، ثم انقر فوق إنهاء. الاستقطاب حتى تراكم مغنطة الدولة الصلبة تصل إلى ما لا يقل عن 95٪ من الحد الأقصى. عندما يتحقق الاستقطاب المطلوب، انقر على تشغيل حل.
ضمن الأسلوب، حدد اختبار حمض Pyruvic، ثم انقر فوق التالي. باتباع التعليمات التي تظهر على الشاشة، افتح أبواب برج DNP. تحميل غرفة التدفئة والضغط في الجزء العلوي من الجهاز مع ما يقرب من 4.55 ملليلتر من وسط حل.
وهذا ينتج تركيز 80 ملليمول لكل لتر من بيروفات عند حله عند درجة حِسّ 7.75 ودرجة حرارة 37 درجة مئوية. وضع عصا يتعافى في الموقف الصحيح، وإغلاق الأبواب برج. على واجهة البرنامج DNP، انقر فوق التالي ثم على إنهاء.
عند هذه النقطة، سيتم تسخين وسائل الإعلام حل حتى الضغط يصل إلى 10 بار. بمجرد تحقيق ضغط 10 بار ، يتم رفع بيروفات المجمدة وفرطة القطبية تلقائيًا من حمام الهيليوم السائل ، ويخلط بسرعة ، ويذوب مع وسائط الانحلال المهخن. ثم يتم إخراج الخليط من خلال أنابيب شعرية في قارورة على شكل كمثرى.
في حين يتم إخراج الخليط المُفرط في القطبية وخليط الوسائط المُنحلة، يُخرج باستمرار القارورة لضمان خليط متجانس. عندما تم إخراج كل من الخليط، بسرعة رسم 1.1 ملليلتر من السائل في حقنة. نقل الخليط إلى ما قبل warmed، 10 ملليلتر قطرها أنابيب NMR، ونقل بسرعة إلى الاسترخاء في مجال الدراجات.
على الفور تنظيف مسار السائل DNP باستخدام وسيط حل نظيفة، تليها الإيثانول. ثم، إزالة الكأس، وتفجير غاز الهيليوم من خلال مسار السوائل لإزالة أي سوائل التنظيف المتبقية وتطهير مسار الأكسجين. تنظيف جميع الأواني الزجاجية.
بعد كل قياس، تسجيل درجة الH من العينات من مطياف benchtop. أيضا، تسجيل الرقم القياسي للعينات على الاسترخاء في مجال الدراجات. قبل الانحلال، يجب حساب زاوية الوجه الاسترخاء، ويجب إعداد مقياس الاسترخاء وجاهزة لقياس حل فرط الأقطاب.
لتنفيذ قياسات T-One، تأكد من تثبيت ملف الرقائق الخارجي وتنشيطه. في برنامج الأدوات، حدد علامة التبويب "بار الرئيسي". ثم، انقر على الخلية المجاورة للتسمية التجربة، والتمرير لأسفل في إطار منبثق لتحديد تسلسل نبض HPUB / S.
الآن، تعيين المعلمات الاستحواذ. تعيين التوهين تردد الراديو إلى 25 ديسيبل، T1 كحد أقصى إلى قيم بين ثلاث وخمس ثوان، تحويل الوقت إلى 0.2 ثانية، وإعادة تدوير التأخير إلى صفر ثانية، ومجال الاسترخاء إلى حقل الاسترخاء المطلوب في ميغاهيرتز. ثم حدد علامة التبويب "المعلمات الاكتساب"، متبوعاً بعلامة التبويب الفرعية الأساسية.
انقر على الخلية المجاورة لتسمية نيوكليوس، ثم قم بالتمرير لأسفل في النافذة المنبثقة لتحديد كربون-13. ثم، تعيين تردد النظام إلى ثمانية ميغاهرتز، اكتساح العرض إلى ميغاهرتز واحد، حجم كتلة إلى 652، وعرض النطاق الترددي تصفية إلى 50، 000 هرتز. بعد ذلك، حدد علامة التبويب الفرعية التكوين.
تعيين 90 درجة نبض عرض الوقت إلى القيمة المحددة سابقا، المتلقي منع الوقت إلى 25 ميكرو ثانية، ووقت تأخير الحصول على 25 ميكرو ثانية. حدد علامة التبويب الفرعية نبض، وتعيين زاوية قلب نبض RF الرئيسي إلى خمس درجات. ثم حدد علامة التبويب الفرعية عدد الأبعاد ثم تعيين عدد الكتل إلى 100.
انتظر واستعد لتلقي الحل الذي تم احتيازه لفرط الأقطاب لبدء عملية الحصول على البيانات. مباشرة قبل إدراج العينة في الاسترخاءometer، يدويا بدء تسلسل النبض من وحدة التحكم لتجنب إدراج العينة في حقل مغناطيسي لاغي. لهذا السبب، من المهم تجاهل أول اضمحلال الحث الحر، أو FID، أثناء تحليل البيانات.
من المهم بدء الحصول على البيانات قبل إدخال العينة في مقياس الاسترخاء لتجنب الحقول المغناطيسية الفارغة التي ستتسبب في فقدان الاستقطاب. بمجرد الانتهاء من الاستحواذ، قم بحفظ البيانات بالنقر فوق الزر حفظ. باستخدام برنامج التحليل، دمج حجم كل إشارة FID لإنتاج سلسلة بيانات تتألف من مغنطة العينة كدالة للوقت.
ويرد مثال على اكتساح الميكروويف عالي الدقة والكامل المدى لحمض البيروفيتش. وبالنسبة للحالة المعروضة، فإن تردد الموجات الدقيقة الأمثل هذا يعادل 94.128 غيغاهيرتز. يظهر هنا هو سلسلة نموذجية من FIDs المتحللة كما يتم أخذ عينات من المغنطة المفرطة القطبية.
تم الحصول على منحنى الاسترخاء لبيروفات 1-13C 1C المفرطة من بيانات الرقم السابق. كل نقطة زرقاء على المنحنى تمثل المساحة تحت FID. تم الحصول على قيمة T1 53.9 زائد أو ناقص 0.6 ثانية بواسطة مربعات غير خطية تناسب معادلة الإشارة إلى بيانات منحنى الاضمحلال، والتي شملت آثار زاوية الوجه المستخدمة للإثارة.
النتائج T1 لجميع القياسات 26 على مدى 0.237 millitesla إلى 0.705 تسلا في 37 درجة مئوية. كل قياس T1 في حقل الاسترخاء معين هو حل مستقل فرط قطب من جهاز DNP. يمثل الخط الثابت الصيغة، وتمثل الخطوط المتقطعة أشرطة ثقة بنسبة 95٪.
وأظهر تحليل النتائج أن وقت الاسترخاء لنواة C-1 هو 46.9 ثانية في المجال المغناطيسي للأرض، مقارنة بـ 65 ثانية عند ثلاثة تسلا، وهو ما يمثل انخفاضًا بنسبة 28٪، من المهم تثبيت وتنشيط لفائف الرقائق الخارجية والبدء في الاستحواذ على الحق قبل إدخال العينة لتجنب الحقول المغناطيسية الفارغة واحتمال فقدان الاستقطاب. بعد هذه الطريقة، يمكن استخدام الإجراء عينة مع وسائل الإعلام حل deuterated لتوسيع أوقات الاسترخاء spin-شعرية من الحل hyperpolarized.
