MRM 微可可性能校准和使用在 22 T 的 Medicago 特伦卡图拉根上演示

该协议允许对微线圈进行超高场磁共振成像的表征和使用。MRI 是探索生物标本的生理、代谢和扩散特性的独特且无创的工具。利用高磁场强度和适应感兴趣的样品的微线圈，可以获得高达细胞分辨率的图像。

在此方法中，我们逐步描述了如何确定用于成像应用的商业或家用微可可的特性。我们使用直径小于一毫米的生物标本和超高场垂直孔 NMR 光谱仪。使用家用微型线圈，我们可以根据样品的大小调整射频线圈的大小。

在这项研究中，我们使用的是一小块植物根。这很有用，因为线圈灵敏度与线圈直径的递减成正比。因此，我们可以为小型样品获得具有较高信噪比的图像。

由于这些微线圈体积小且易碎性，因此必须建立一些基本参数，例如 90 度脉冲长度和脉冲功率、安全工作限值，最后以可比较不同 NMR 系统的方式计算线圈灵敏度。电磁阀微线圈由一根绕在毛细管周围的电线和两个电容器组成：调谐和匹配的电容器。选择调谐电容器实现950兆赫的所需谐振频率，而匹配电容器则选择实现最大信号传输。

是 50 欧姆的阻抗。较大的电容器是可变的，允许更精细的调整。线圈位于固定在改装插座的底板上。

可选地，可以添加一个易感性匹配流体储液罐，以减少线圈丝的易感性影响。进入手表玻璃中，将一毫升全氟二甲酸素或 PFD 转移，用于淹没样品。PFD用于在不进入生物细胞的情况下填充试样中的空气空间。

质子 MRI 也无法观察到。立即用培养皿盖盖住 PFD，以防止在需要之前蒸发。如果准备参考样品，请改为使用硫酸铜溶液。

接下来，小心地从根系从生长基板中提取根系。使用手术刀切除一小块。对于真空处理，将样品放在含有固定溶液的 Eppendorf 管中。

然后用灯丝和打孔密封管，以便通风。对样品进行真空处理。可能会看到气泡从样品中逸出。

通过立体显微镜观察时，使用钳子将样品和毛细管淹没在之前准备的解决方案中。然后使用钳子将样品插入毛细管中，同时将毛细管和样品完全浸入水中。使用较小的毛细管或注射器针尖作为推杆。

将纸巾塑造成细点，并用它来从毛细管的两端去除大约一毫米的液体。融化，使用蜡笔的毛细管蜡小体积。在两侧涂抹蜡。

蜡凝固时会变不透明。注意从毛细管中排除气泡。之后，用手术刀刮掉多余的蜡。

使用钳子将样品插入微可可中，同时保持微可可稳定。使用杆将样品居中线圈中。如果首次测试线圈，请使用硫酸铜参考样品进行功率校准，并确定 SNR 和 B1 场均匀性。

该协议在垂直孔22.3特斯拉光谱仪上演示，该光谱仪配备具有集成梯度线圈的微型成像探头，每米最多只能携带三个特斯拉。将微可可连接到探针底座，同时保持微可可直立。然后滑过三轴梯度线圈。

转动探针底座上的螺钉螺纹以将梯度固定到位。将探头插入磁铁并进行必要的连接。启动摆动曲线并根据需要调整调整和匹配。

建议从高光谱扫描宽度开始。请注意，存在多个振振模式。可能需要对每种模式进行 SNR 测试，以确定正确的振振模式。

选择为您的微线圈的正确线圈配置。如果线圈的安全限值未知，请从 0.6 瓦的低脉冲功率下 10 微秒开始，然后一次缓慢地将脉冲长度增加 1 微秒，直到出现信号。记录新线圈的螺母曲线，以获得 90 度脉冲的正确脉冲长度和功率。

为此，在保持脉冲功率恒定的同时，系统地改变脉冲持续时间。在不均匀的 B1 场的情况下，可以从获得最大信号强度的长度估计 90 度脉冲。使用具有大视野的定位器刻度来定位线圈在磁铁中的位置。

如果样本正好位于梯度系统的中心，则本地化器扫描将显示样本。如果线圈或样品位于中心位置，请调整本地化扫描。使用螺母曲线找到近似脉冲功率后，逐渐改变一系列图像的脉冲功率，以检查最均匀的图像。

对于某些具有不均匀 B1 场的线圈，确定的 90 度脉冲可能过高，导致线圈所需的甜点过度跳动。根据 FID 信号手动填充磁场。根据具有不同方向的微可可石的定位，可能导致对 B0 同质性进行更强烈的校正。

接下来，必须计算一个卷规范化的 SNR。首先，通过将 X 和 Y 分辨率乘以切片厚度来计算体美器体积。SNR 的计算方法是从均值信号中减去均值噪声，并除以噪声的标准偏差乘以体美器体积。

平均信号取自图像中心，而噪声信号则从角面片计算。运行多个梯度回声序列，以检查线圈线和样品本身导致的潜在易感性问题。对于水下线圈，线圈线与其环境之间的易感性差异大大降低。

高分辨率成像可能通过 3D 闪存实验实现。几个根特征可以区分，如内皮、皮层和木球，使用较大的线圈很难解决。多slice、多分波序列也可用于降低易感性的影响。

但是，这要降低每单位时间的灵敏度。医疗根结核也可以使用此协议成像。在4分钟内获得31微米的等向异性分辨率，在33分钟内获得16微米的等向异性分辨率。

这使得可以详细研究小根结核的各种生理方面。要成功制备样品，将样品和毛细管完全淹没在液体中非常重要。这样可以防止气泡的形成对图像质量产生负面影响。

由于 MR 成像是非破坏性的，我们可以在 MR 扫描后取出生物标本，并使用它用于进一步研究，例如光学显微镜。观看此视频后，您应该对成像应用的微可可特性和操作有一个基本的了解。这可能适用于各种生物标本。