우리는 서로 다른 자기장을 통과할 때 과극기 익스플로이징 장비에서 MRI 스캐너로 운반하는 동안 과극형 용액의 편광 손실을 추정하고자 합니다. 우리의 기술은 높은 정확도로 낮은 자기장에서 과극화 솔루션의 스핀 격자 이완 시간을 추정합니다. 이 방법은 동적 핵 편광에 국한되지 않으며 파라수소 유발 편광을 포함한 다른 편광 방법의 스핀 격자 완화 시간을 추정하는 데 사용할 수 있습니다.
이 기술을 수행할 때, 과극화 된 샘플이 교차하거나 모든 기간 동안 제로 필드 영역에 머무르지 않도록하십시오. 1-13C 피루빅 산에 용해된 삼각메틸 라디칼리터 당 15밀리몰로 구성된 생체 내 연구에 널리 사용되는 탄소-13 농축 피루빅 산 용액 1밀리리터를 준비한다. 동적 핵 편광기 소프트웨어 인터페이스에서 재사용 대기 버튼을 클릭하여 가변 온도 인서의 온도를 1.4 켈빈으로 낮춥니다.
DNP가 원하는 온도에 도달하면 샘플 컵에 스톡 용액의 10 마이크로리터를 적재하십시오. 포탑 도어를 열고 이 작업을 위해 특별히 설계된 삽입 지팡이를 사용하여 컵을 VTI에 삽입합니다. 지팡이를 빠르게 추출하고 컵이 방출되었는지 확인합니다.
그런 다음 포탑 도어를 닫고 VTI의 온도가 1.4 켈빈으로 돌아갈 수 있도록 합니다. 한편, 주식 용액의 과극화를 위한 최적의 무선 주파수를 찾기 위해 DNP를 전자레인지 스윕을 실행할 수 있도록 준비한다. 전자 레인지 스윕의 끝에서 샘플을 복구합니다.
그런 다음 시스템을 유휴 상태로 설정하고 최대 편광이 달성되는 최적의 주파수를 기록합니다. 이 최적의 주파수는 최대 편광을 제공하는 편광 주파수로 정의됩니다. 이 주파수는 피루빅 산의 특정 스톡 용액에서 얻은 모든 알리쿼트를 과극화하는 데 사용됩니다.
텍스트 프로토콜에 설명된 바와 같이 250 밀리리터의 재고 용해 매체를 준비하고, 모든 금속 이온 오염을 격리하기 위해 리터당 100 밀리그램의 농도로 EDTA를 추가합니다. 또한, 탈이온화물에 용해된 리터 EDTA 당 100밀리그램으로 구성된 500밀리리터의 스톡 클리닝 솔루션을 준비합니다. 이 세척 용액의 약 10 밀리리터는 각 편광 후 DNP의 용해 경로를 청소하는 데 사용됩니다.
DNP 메인 윈도우에서 재사용 대기 버튼을 선택하여 1-13C 피루빅 산 시료를 과극화하는 준비를 하여 DNP 장치를 1.4 켈빈으로 냉각시하십시오. 샘플 컵에 준비된 피루빅 산 스톡 용액의 30밀리그램을 계량합니다. 원하는 VTI 온도가 달성되면 삽입 샘플을 클릭하고 일반 샘플을 선택한 다음을 클릭합니다.
화면에 표시된 안전 주의 에 따라,이 작업을 위해 특별히 설계된 긴 지팡이를 사용하여 차가운 DNP 장치에 컵을 삽입합니다. 컵을 삽입하면 지팡이를 제거하고 DNP 문을 닫습니다. DNP 소프트웨어 인터페이스에서 다음을 클릭한 다음 완료합니다.
온도가 1.4 켈빈으로 돌아올 때까지 기다린 다음 편광 샘플 버튼을 클릭합니다. 새 팝업 창에서 주파수 값을 전자레인지 스윕에서 얻은 값으로 설정합니다. 같은 창에서 전력을 50밀리와트로 설정하고 샘플링 시간을 300초로 설정합니다.
다음을 클릭하고 빌드업 모니터링 사용 가능 상자를 확인한 다음 완료를 클릭합니다. 고체 자화의 축적이 최대 95%에 도달할 때까지 편광합니다. 원하는 편광이 발생하면 실행 용해를 클릭합니다.
방법에서 피루빅 산 성 테스트를 선택한 다음 을 클릭합니다. 화면의 지침에 따라 DNP 포탑 도어를 엽니다. 용해 매체의 약 4.55 밀리리터로 장치의 상단에 가열 및 가압 챔버를 적재한다.
이는 7.75도의 pH와 섭씨 37도의 온도에서 용해 시 피루바테 리터당 80밀리몰의 농도를 생성합니다. 복구 지팡이를 올바른 위치에 배치하고 포탑 도어를 닫습니다. DNP 소프트웨어 인터페이스에서 다음을 클릭한 다음 완료시를 클릭합니다.
이 시점에서 용해 매체는 압력이 10bar에 도달할 때까지 과열됩니다. 10bar 압력이 도달하면 냉동 및 과극화 피루바테가 액체 헬륨 욕조에서 자동으로 들어 올려 신속하게 혼합되고 과열된 용해 매체와 해동됩니다. 혼합물은 모세관 튜브를 통해 배 모양의 플라스크로 배출됩니다.
과극화 피루바테 및 용해 성 매체 혼합물이 배출되는 동안 플라스크를 지속적으로 소용돌이어 균일한 혼합물을 보장합니다. 모든 혼합물을 배출하면 액체의 1.1 밀리리터를 주사기에 빠르게 넣습니다. 혼합물을 미리 데운 10밀리리터 직경의 NMR 튜브로 옮기고, 필드 사이클링 이완계로 빠르게 운반합니다.
깨끗한 용해 매체를 사용하여 DNP 유체 경로를 즉시 청소한 다음 에탄올이 들어오게 됩니다. 그런 다음, 컵을 제거하고, 유체 경로를 통해 헬륨 가스를 날려 남은 세척 유체를 제거하고 산소의 경로를 제거합니다. 모든 유리 제품을 청소하십시오.
각 측정 후 벤치탑 분광계에서 샘플의 pH를 기록합니다. 또한, 필드 사이클링 이완계에 샘플의 pH를 기록합니다. 용해하기 전에 이완계 플립 각도를 계산해야 하며 이완계를 설정하고 과극형 용액을 측정할 준비가 되어 있어야 합니다.
T-one 측정을 수행하려면 외부 심 코일이 설치되고 활력을 불어넣는지 확인하십시오. 계측기 소프트웨어에서 Main Par 탭을 선택합니다. 그런 다음 실험 레이블 옆에 있는 셀을 클릭하고 팝업 창에서 아래로 스크롤하여 펄스 시퀀스 HPUB/S를 선택합니다.
이제 인수 매개 변수를 설정합니다. 무선 주파수 감쇠를 25데시벨로 설정하고, 최대 T1을 3초에서 5초 사이의 값으로 설정하고, 시간을 0.2초로 전환하고, 지연을 0초로 재활용하고, 메가헤르츠의 원하는 이완 장으로 릴렉스 필드를 설정합니다. 그런 다음 획득 매개 변수 탭을 선택한 다음 기본 하위 탭을 선택합니다.
Nucleus 레이블 옆의 셀을 클릭하고 팝업 창에서 아래로 스크롤하여 탄소-13을 선택합니다. 그런 다음 시스템 주파수를 8메가헤르츠로 설정하고 폭을 1메가헤르츠로 스윕하고, 블록 크기를 652로, 50, 000 헤르츠로 필터 대역폭을 설정합니다. 다음으로 구성 하위 탭을 선택합니다.
90도 펄스 폭 시간을 이전에 결정된 값으로 설정하고, 수신기는 25 마이크로초로 시간을 억제하고, 획득 지연 시간을 25 마이크로초로 설정합니다. 펄스 서브탭을 선택하고 기본 RF 펄스 플립 각도를 5도로 설정합니다. 그런 다음 치수 하위 탭수를 선택하고 블록 수를 100으로 설정합니다.
데이터 수집을 시작하기 위해 대기하고 초극화 솔루션을 받을 준비를 하십시오. 이완계에 샘플을 삽입하기 직전에 는 샘플을 null 자기장에 삽입하지 않도록 콘솔에서 펄스 시퀀스를 수동으로 시작합니다. 이러한 이유로 데이터 분석 중에 첫 번째 무료 유도 붕괴 또는 FID를 무시하는 것이 중요합니다.
편광의 손실을 야기하는 null 자기장을 피하기 위해 이완계에 샘플을 도입하기 전에 데이터 수집을 시작하는 것이 중요합니다. 수집이 완료되면 저장 단추를 클릭하여 데이터를 저장합니다. 분석 소프트웨어를 사용하여 각 FID 신호의 크기를 통합하여 시간 함수로서 샘플 자화로 구성된 데이터 시리즈를 생성합니다.
피루빅 산을 위한 고해상도 풀레인지 마이크로웨이브 스윕의 예가 표시됩니다. 제시된 케이스의 경우 최적의 마이크로파 주파수는 94.128 기가헤르츠에 해당합니다. 여기에 는 과극화 자화가 샘플링됨에 따라 부패하는 전형적인 일련의 부패 FID가 있습니다.
과극화 1-13C 피루바테용 이완 곡선은 이전 그림의 데이터로부터 얻어졌다. 곡선의 각 파란색 점은 FID 아래 의 영역을 나타냅니다. T1 값 53.9 플러스 또는 마이너스 0.6초는 회생에 사용되는 플립 각도의 효과를 포함하는 붕괴 곡선 데이터에 신호 방정식의 비선형 최소 사각형 에 맞게 얻어졌다.
T1 결과는 섭씨 0.237밀리테슬라에서 0.705°C의 26개 측정값에 대해 37도에서 나타났다. 주어진 이완 장에서의 각 T1 측정은 DNP 장치에서 분리된 과극화 용해이다. 단선은 수식을 나타내며, 대시 선은 95% 신뢰도 대역을 나타냅니다.
그 결과를 분석한 결과, C-1 핵의 완화 시간은 지구 자기장에서 46.9초이며, 3개의 테슬라에서 65초감소를 나타내는 28%의 감소를 나타내는 것으로 나타났으며, 외부 심코일을 설치하고 활력을 불어넣고, null 자기장 및 극화의 잠재적 손실을 피하기 위해 샘플을 삽입하기 직전에 인수를 시작하는 것이 중요하다. 이 방법에 따라, 샘플 절차는 중질화 용액의 스핀 격자 완화 시간을 연장하기 위해 중음 절제된 용해 매체와 함께 사용될 수 있었다.
