אנחנו רוצים להעריך את אובדן הקיטוב של פתרון היפר-קוטבי במהלך ההובלה מהציוד ההיפר-קוטבי לסורק ה-MRI כשהוא חוצה שדות מגנטיים שונים. הטכניקה שלנו מעריכה את זמן הרפיית הספין-סריג של פתרונות היפר-קוטביים בשדות מגנטיים נמוכים בדיוק גבוה. שיטה זו אינה מוגבלת לקיטוב גרעיני דינמי ו ניתן להשתמש בה כדי להעריך את זמן הרפיית הספין-סריג של שיטות אחרות לקיטוב, כולל קיטוב הנגרמת על ידי פרהידרוגן.
בעת ביצוע טכניקה זו, ודא שהדגימה ההיפר-קוטבית אינה חוצה או נשארת באזור שדה האפס למשך פרק זמן כלשהו, אחרת אתה עלול לאבד לחלוטין את הקיטוב. הכן מיליליטר אחד של תמיסת חומצה פירובית מועשרת פחמן-13 מלאי, בשימוש נרחב למחקר vivo, המורכב 15 מילימולים לליטר של רדיקלים triarylmethyl מומס 1-13C חומצה פירובית. בממשק תוכנת הקיטוב הגרעיני הדינמי, לחץ על כפתור Cooldown כדי להוריד את הטמפרטורה של טמפרטורת המשתנה להוסיף ל 1.4 קלווין.
לאחר DNP הגיע לטמפרטורה הרצויה, לטעון 10 microliters של פתרון המלאי ב מדגם. פתח את דלתות הצריח והכנס את ה לתוך ה- VTI באמצעות שרביט הכנסה שתוכנן במיוחד עבור משימה זו. לחלץ במהירות את השרביט, ולוודא את ה הוא שוחרר.
לאחר מכן, לסגור את דלתות הצריח, ולאפשר את הטמפרטורה של VTI לחזור 1.4 קלווין. בינתיים, הכינו את ה-DNP להפעלת סריקת מיקרוגל על מנת למצוא את תדר הרדיו האופטימלי להיפר-קוטביות של פתרון המלאי. בסוף סריקת המיקרוגל, לשחזר את הדגימה.
לאחר מכן, הגדר את המערכת במצב לא פעיל והתרשם מהתדירות האופטימלית שבה מושג הקיטוב המרבי. תדר אופטימלי זה מוגדר כתדר הקיטוב המספק את הקיטוב המרבי. תדר זה ישמש להיפרפולריזציה של כל האליטוטס המתקבלים מתסריט המלאי הספציפי של חומצה פירובית.
הכן 250 מיליליטר של מדיום פירוק מלאי כמתואר בפרוטוקול הטקסט, והוסף EDTA בריכוז של 100 מיליגרם לליטר כדי לזרע כל זיהום יון מתכת. כמו כן, להכין 500 מיליליטר של פתרון ניקוי מלאי המורכב 100 מיליגרם לליטר EDTA מומס במים deionized. כ -10 מיליליטר של פתרון ניקוי זה משמש לאחר כל קיטוב כדי לנקות את נתיב הפירוק של DNP.
לקרר את מנגנון DNP ל 1.4 קלווין כהכנה של hyperpolarizing דגימת חומצה פירובית 1-13C על ידי בחירת כפתור Cooldown בחלון הראשי DNP. לשקול 30 מיליגרם של תסריט מלאי חומצה פירובית מוכן ב מדגם. כאשר טמפרטורת ה- VTI הרצויה מושגת, לחץ על הוסף דגימה, בחר מדגם רגיל ולאחר מכן לחץ על הבא.
בעקבות אמצעי הבטיחות המוצגים על המסך, הכנס את ה ב- DNP הקר באמצעות שרביט ארוך שתוכנן במיוחד עבור משימה זו. לאחר הכנסת ה, להסיר את השרביט ולסגור את דלתות DNP. בממשק תוכנת DNP, לחץ על הבא ולאחר מכן על סיום.
המתן עד שהטמפרטורה תחזור ל- 1.4 קלווין ולאחר מכן לחץ על לחצן דגימת קיטוב. בחלון המוקפץ החדש, הגדר את ערך התדר לזה המתקבל מטאטא המיקרוגל. באותו חלון, הגדר את הה הספק ל-50 מילי-וואט ואת זמן הדגימה ל-300 שניות.
לחץ על הבא, סמן את התיבה אפשר ניטור הצטברות ולאחר מכן לחץ על סיום. מקטבים עד שהצטברות המגנטיזציה למצב מוצק מגיעה לפחות ל-95% מהמקסימום. כאשר הקיטוב הרצוי מושגת, לחץ על הפעלה פירוק.
תחת שיטה, בחר בדיקת חומצה פירובית ולאחר מכן לחץ על הבא. בהתאם להוראות המופיעות על המסך, פתח את דלתות צריח DNP. טען את תא החימום והלחץ בחלק העליון של המנגנון עם כ 4.55 מיליליטר של מדיום פירוק.
זה מייצר ריכוז של 80 מילימולים לליטר פירובט עם פירוק ב- pH של 7.75 וטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. מקם את שרביט ההתאוששות בתמדה הנכונה, וסגור את דלתות הצריח. בממשק תוכנת DNP, לחץ על הבא ולאחר מכן על סיום.
בשלב זה, תקשורת הפירוק תהיה מחוממת עד שהלחץ יגיע ל-10 ברים. לאחר שהלחץ של 10 ברים מושג, הפירובט הקפוא וההיפרפולרי מורם באופן אוטומטי מאמבט ההליום הנוזלי, מעורבב במהירות ומופשר עם תקשורת הפירוק שחוממה יתר על המידה. לאחר מכן התערובת נפלטת דרך צינור נימי לתוך בקבוקון בצורת אגס.
בעוד תערובת המדיה פירובט ופירוק היפרפולרי נפלט, כל הזמן מערבלים את הבקבוק כדי להבטיח תערובת הומוגנית. כאשר כל התערובת נפלט, במהירות לצייר 1.1 מיליליטר של הנוזל לתוך מזרק. מעבירים את התערובת לצינור NMR מחומם מראש בקוטר 10 מיליליטר, ומעבירים במהירות אל מד הרגיעה של רכיבה על אופניים.
מיד לנקות את נתיב נוזל DNP באמצעות מדיום פירוק נקי, ואחריו אתנול. לאחר מכן, להסיר את ה, ולפוצץ גז הליום דרך נתיב הנוזלים כדי להסיר את כל נוזלי הניקוי הנותרים לטהר את הנתיב של חמצן. נקה את כל כלי הזכוכית.
לאחר כל מדידה, רשום את ה- pH של הדגימות מהספקטרומטר של הספסל. כמו כן, לתעד את ה- pH של הדגימות על מד הרגיעה רכיבה על אופניים שדה. לפני הפירוק, יש לחשב את זווית ההיפוך של מד הרגיעה, ויש להגדיר את מד הרגיעה ולהוכן למדידת הפתרון ההיפר-קוטבי.
כדי לבצע מדידות T-One, ודא שסיל ה-Shim החיצוני מותקן וממריץ. בתוכנת הכלי, בחר בכרטיסיה נקוב ראשי. לאחר מכן, לחץ על התא ליד התווית ניסוי, וגלול למטה בחלון המוקפץ כדי לבחור את רצף הדופק HPUB/S.
עכשיו, להגדיר את פרמטרי הרכישה. הגדר את חיתול תדרי הרדיו ל-25 דציבלים, T1 מרבי לערכים שבין שלוש לחמש שניות, מעבר זמן ל-0.2 שניות, השהיית מיחזור לאפס שניות ושדה הרפיה לשדה ההרפיה הרצוי במגה-הרץ. לאחר מכן, בחר בכרטיסיה פרמטרי רכישה ולאחריה את כרטיסיית המשנה בסיסית.
לחץ על התא ליד התווית גרעין, וגלול למטה בחלון המוקפץ כדי לבחור פחמן-13. לאחר מכן, הגדר את תדירות המערכת לשמונה מגה-הרץ, סרוק את הרוחב למגה-הרץ אחד, חסום את גודלו ל- 652 וסנן רוחב פס ל- 50,000 הרץ. לאחר מכן, בחר את רשת המשנה תצורה.
הגדר את זמן רוחב הדופק של 90 מעלות לערך שנקבע קודם לכן, המקלט מעכב זמן ל- 25 מיקרו-שניות ותזמן השהיית הרכישה ל- 25 מיקרו-שניות. בחרו בתת-רשת Pulse והגדירו את זווית היפוך הדופק הראשית של ה-RF לחמש מעלות. לאחר מכן, בחר את רשת המשנה מספר ממדים והגדר את מספר הבלוקים ל- 100.
המתן והתכונן לקבל את הפתרון ההיפר-קוטבי כדי ליזום את רכישת הנתונים. מיד לפני החדרת המדגם לתוך מד הרגיעה, הפעל ידנית את רצף הדופק מהקונסולה כדי למנוע החדרת המדגם לשדה מגנטי ריק. מסיבה זו, חשוב להתעלם ריקבון אינדוקציה חינם הראשון, או FID, במהלך ניתוח הנתונים.
חשוב להתחיל את רכישת הנתונים לפני החדרת המדגם לתוך מד הרגיעה, כדי למנוע שדות מגנטיים ריקים שיגרמו לאובדן קיטוב. לאחר השלמת הרכישה, שמור את הנתונים על-ידי לחיצה על לחצן שמור. באמצעות תוכנת הניתוח, לשלב את הגודל של כל אות FID כדי לייצר סדרת נתונים המורכבת מגנטיזציה מדגם כפונקציה של זמן.
דוגמה לטאטא מיקרוגל ברזולוציה גבוהה, לטווח מלא עבור חומצה פירובית מוצג. במקרה המוצג, תדר המיקרוגל האופטימלי תואם ל-94.128 ג'יגה-הרץ. מוצגת כאן סדרה טיפוסית של FIDs נרקבים כמו מגנטיזציה היפרפולריים נדגמים.
עקומת הרפיה עבור פירובט היפרפולרי 1-13C התקבלה מהנתונים של הנתון הקודם. כל נקודה כחולה בעקומה מייצגת את האזור תחת FID. ערך T1 של 53.9 פלוס או מינוס 0.6 שניות הושג על ידי התאמה לא ליניארית פחות ריבועים של משוואת האות לנתונים עקומת ריקבון, שכלל את ההשפעות של זווית ההיפוך המשמשת לגירוי.
תוצאות T1 עבור כל 26 מדידות על פני טווח של 0.237 מילילה כדי 0.705 טסלה ב 37 מעלות צלזיוס מוצגים. כל מדידת T1 בשדה הרפיה נתון היא פירוק היפרפולארי נפרד ממנגנוני DNP. הקו המוצק מייצג את הנוסחה והקווים המקווקווים מייצגים את רצועות 95%confidence.
ניתוח התוצאות הראה כי זמן ההרפיה של גרעין ה-C-1 הוא 46.9 שניות בשדה המגנטי של כדור הארץ, לעומת 65 שניות בשלוש טסלה, המייצגת ירידה של 28% חשוב להתקין ולהמריץ את סליל ה-shim החיצוני ולהתחיל ברכישה ממש לפני הכנסת המדגם כדי למנוע שדות מגנטיים ריקים ואובדן פוטנציאלי של קיטוב. בעקבות שיטה זו, ניתן להשתמש בהליך המדגם עם מדיה פירוק deuterated כדי להאריך את זמני הרפיה ספין סריג של הפתרון היפרפולארי.
