Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

Måle spin-gitter avslapning magnetisk felt avhengighet av Hyperpolarized [1-13C] pyruvat

Published: September 13, 2019 doi: 10.3791/59399
Automatic Translation
1, 2, 1,2,3
1Department of Medical Biophysics, Western University, 2Imaging Research Laboratory, Robarts Research Institute, Western University, 3Ontario Institute for Cancer Research

Summary

Vi presenterer en protokoll for å måle magnetfeltet avhengighet av Spin-gitter avslapning tid på 13C-beriket forbindelser, hyperpolarized ved hjelp av dynamisk kjernefysisk polarisering, ved hjelp av raske felt-syklet relaxometry. Nærmere bestemt har vi demonstrert dette med [1-13C] pyruvat, men protokollen kan utvides til andre hyperpolarized underlag.

Abstract

Den grunnleggende grense for in vivo Imaging anvendelser av hyperpolarized 13C-beriket forbindelser er deres endelig spin-gitter avslapning ganger. Ulike faktorer påvirker avslapping priser, for eksempel buffer sammensetning, oppløsning pH, temperatur og magnetfelt. I denne siste aktelse, spin-gitter avslapping tid kan måles på klinisk felt styrker, men på lavere felt, hvor disse forbindelsene er utlevert fra polarisator og transportert til MRI, er avslapning enda raskere og vanskelig å måle. Å ha en bedre forståelse av mengden av magnetization tapt under transport, vi brukte rask felt-sykling relaxometry, med magnetisk resonans deteksjon av 13C kjerner på ~ 0,75 T, for å måle kjernefysisk magnetisk resonans dispersjon av spin-gitter avslapning tid for hyperpolarized [1-13C] pyruvat. Oppløsning dynamisk kjernefysisk polarisering ble brukt til å produsere hyperpolarized prøver av pyruvat ved en konsentrasjon av 80 mmol/L og Fysiologiske pH (~ 7,8). Disse løsningene ble raskt overført til et raskt felt-sykling relaxometer slik at avslapping av prøven magnetization kan måles som en funksjon av tid ved hjelp av en kalibrert liten flip vinkel (3 °-5 °). For å kartlegge T1 dispersjon av C-1 av pyruvat, registrerte vi data for ulike avslapping felt som spenner mellom 0,237 mT og 0,705 T. Med denne informasjonen, bestemte vi en empirisk ligning å anslå spin-gitter avslapning av hyperpolarized underlaget innenfor de nevnte utvalg av magnetiske felt. Disse resultatene kan brukes til å forutsi mengden av magnetization som går tapt under transport og for å forbedre eksperimentell design for å minimere signaltap.

Introduction

Magnetisk resonans spektroskopiske Imaging (MRSI) kan produsere romlige kart over metabolitter oppdages av spektroskopiske Imaging, men praktisk bruk er ofte begrenset av sin relativt lav følsomhet. Denne lave følsomheten av in vivo magnetisk resonans imaging og spektroskopi metoder stammer fra den lille graden av kjernefysiske magnetization oppnåelig ved kropps temperaturer og rimelig magnetfelt styrker. Imidlertid kan denne begrensningen overvinnes ved bruk av dynamiske kjernefysiske polarisering (DNP) for å øke betraktelig i vitro magnetization av flytende underlag, som senere injiseres for å granske in vivo metabolisme bruker MRSI1,2 , 3 andre priser , 4. DNP er i stand til å forbedre magnetization av de fleste kjerner med ikke-Zero Nuclear spin og har blitt brukt til å øke in vivo MRSI følsomhet på 13C-beriket forbindelser som pyruvat5,6, bikarbonat 7,8, fumarat9, melkesyre10, glutamin11, og andre med mer enn fire størrelsesordener12. Dens anvendelser omfatter bildebehandling av vaskulær sykdom13,14,15, orgel-13,16,17,18, kreft deteksjon1,19,20,21,22, tumor staging23,24, og kvantifisering av terapeutisk respons2 , 6 andre priser , 23 andre , 24 priser og , 25 priser og , og 26.

Langsom spin-gitter avslapping er viktig for in vivo deteksjon med MRSI. Spin-gitter avslapping ganger (T1s) på rekkefølgen av titalls sekunder er mulig for kjerner med lav gyromagnetic prosenter innen små molekyler i løsningen. Flere fysiske faktorer påvirker overføring av energi mellom en kjernefysisk spin overgang og dens miljø (gitter) fører til avslapping, inkludert magnetfeltet styrke, temperatur og molekylær konformasjon27. Dipolar avslapping er redusert i molekyler for karbon posisjoner uten protoner direkte festet, og deuteration av oppløsning Media kan ytterligere redusere Intermoleylære Dipolar avslapping. Dessverre, deuterert løsemidler har begrensede evner til å forlenge in vivo avslapping. Økt avslapping av karbonyl eller kar bok syls syrer (som pyruvat) kan forekomme ved høye magnetfelt styrker på grunn av kjemiske Skift anisotropien. Tilstedeværelsen av spinn urenheter fra væske banen under oppløsning etter polarisering kan føre til rask avslapping og må unngås eller elimineres ved hjelp av chelater.

Svært lite data finnes for avslapning av 13C-inneholder forbindelser på lave felt, der spin-gitter avslapping kan være betydelig raskere. Det er imidlertid viktig å måle T1 ved lave felt for å forstå avslapping under utarbeidelse av agenten brukes til in vivo Imaging, siden hyperpolarized kontrast agentene er vanligvis utlevert fra DNP apparatet nær eller på jordens Feltet. Ytterligere fysiske faktorer som 13C-beriket substrat konsentrasjon, oppløsning pH, buffere og temperatur også påvirke avslapping, og følgelig ha en effekt på formuleringen av agenten. Alle disse faktorene er avgjørende i fastsettelse av viktige parametre i å optimalisere DNP oppløsning prosessen, og beregning av omfanget av signaltap som oppstår i transport av prøven fra DNP apparatet til Imaging magnet.

Kjernefysisk magnetisk resonans dispersjon (NMRD) målinger, dvs. T1 målinger, som en funksjon av magnetfelt er vanligvis ervervet ved hjelp av en NMR spektrometer. For å oppnå disse målingene, kan en skytteltrafikk metode brukes der prøven først skytteltrafikk ut av spektrometer å slappe av på noen felt bestemmes av sin posisjon i utkanten feltet av magnet28,29,30 og deretter raskt overført tilbake til NMR magnet for å måle sin gjenværende magnetization. Ved å gjenta denne prosessen på samme punkt i det magnetiske feltet, men med økende perioder med avslapping, kan en avslapping kurve fås, som deretter kan analyseres for å anslå T1.

Vi bruker en alternativ teknikk kjent som fast Field-sykling relaxometry31,32,33 å erverve våre NMRD data. Vi har endret et kommersielt felt-sykling relaxometer (se tabell over materialer), for T1 målinger av løsninger som inneholder hyperpolarized 13C kjerner. Sammenlignet med shuttle-metoden, gjør felt sykling dette relaxometer å systematisk erverve NMRD data over et mindre utvalg av magnetiske felt (0,25 mT til 1 T). Dette gjøres ved raskt å endre det magnetiske feltet selv, ikke prøven sted i det magnetiske feltet. Derfor kan en prøve være magnetisert på et høyt feltstyrke, "avslappet" på et lavere feltstyrke, og deretter målt ved oppkjøp av en fri induksjon-forråtnelse på et fast felt (og Larmor frekvens) for å maksimere signalet. Dette betyr at prøvetemperaturen kan styres under målingen, og NMR-proben trenger ikke å stilles inn på hvert rekreasjons felt for å fremme automatisk anskaffelse over hele det magnetiske feltområdet.

Fokusering vår innsats til virkningene av utlevering og transport av hyperpolarized løsninger ved lave magnetiske felt, dette arbeidet presenterer en detaljert metodikk for å måle spin-gitter avslapning tid på hyperpolarized 13C-pyruvat bruker rask felt-sykling relaxometry for magnetiske felt i størrelsesområdet 0,237 mT til 0,705 T. De viktigste resultatene av å bruke denne metodikken har vært tidligere presentert for [1-13C] pyruvat34 og 13c-beriket natrium og cesium bikarbonat35 der andre faktorer som radikal konsentrasjon og oppløsning pH har også blitt studert.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. prøveforberedelse

Merk: trinn 1.1-1.8 utføres bare én gang

  1. Forbered 1 ml lager 13C-beriket pyruvic yre løsning, mye brukt for in vivo Research1,2,5,6, bestående av 15-mmol/L av triarylmethyl radikale oppløst i [1- 13 på alle C] pyruvic yre (se tabell over materialer). Alikvoter fra denne lagerløsning vil bli brukt for prøvene som vil være individuelt polarisert og deretter gjennomgår relaxometry på ulike magnetiske felt. En representasjon av [1-13C] pyruvic acid molekyl er vist i figur 1.
  2. På den dynamiske kjernefysiske polarisator programvaregrensesnitt (se tabell over materialer), klikk på nedkjøling knappen for å senke temperaturen på VARIABELEN temperatur INSERT (VTI) til 1,4 K.
  3. Når DNP har nådd ønsket temperatur, Last 10 μL av aksjen løsningen i en prøvekopp, åpne turret dører og sette koppen inn i VTI ved hjelp av en innsetting wand spesielt designet for denne oppgaven.
  4. Etter det, raskt trekke ut tryllestaven og sørg for at koppen slippes. Deretter lukker turret dørene og fortsette med følgende trinn mens temperaturen på VTI går tilbake til 1,4 K.
  5. Forbered DNP å kjøre en mikrobølgeovn feie for å finne den optimale RF-frekvens for hyperpolarization av aksjen løsning.
    1. På datamaskinen kontrollere spektrometer (del av DNP systemet), etablere kommunikasjonen mellom spektrometer og DNP kontrollprogramvare ved å dobbeltklikke på HyperTerminal-ikonet, tidligere konfigurert med riktig seriell kommunikasjon Parametere.
    2. Når kommunikasjonen er etablert, starter RINMR programvare, skriver i sin kommandolinje . HYPERSENSENMR, og trykk deretter Enter.
    3. Etter det, vil et nytt vindu bli vist på skjermen og på den skriver du inn nummer én (1) i feltet konfigurasjon nummer . Deretter klikker du på Velg konfigurasjon knappen.
    4. Klikk på knappen gjøre mikrobølgeovn feie. Et lite vindu med en synkende telleren av sekunder vil bli lansert indikerer at spektrometer er klar og det vil være å vente på periodiske utløse signaler kommer fra DNP kontrollprogramvare, for å prøve polarisering.
    5. På DNP kontrollprogramvare, velger du Kalibrer kategorien og klikk på generere knappen.
    6. Bruk vinduet for kalibrerings oppsett til å angi følgende informasjon: Start frekvens = 94,117 GHz, slutt frekvens = 94,137 GHz, trinn størrelse = 1 MHz, trinn varighet = 300 s, strøm = 50 mW, flytende helium nivå = 65% og temperatur = 1,4 K.
    7. Klikk på knappen Generer, som vil lukke oppsettvinduet og gå tilbake til Kalibrer kategorien som vil vise antall trinn og tiden det tar å utføre ønsket mikrobølgeovn feie.
    8. En gang det ønsket VTI temperatur er oppnådd, falle i staver det sette i stand knapp og så starte å Initial mikrobølgeovnen feie forarbeide.
  6. På slutten av mikrobølgeovnen feie, gjenopprette prøven og registrere den optimale frekvensen der maksimal polarisering er oppnådd. Denne optimale frekvensen er definert som polarisering frekvens som gir maksimal polarisering som vist i figur 2. Denne frekvensen vil bli brukt for hyperpolarizing alle alikvoter innhentet fra den spesifikke lagerløsning av pyruvic syre.
  7. Forbered 250 mL lager oppløsning medium ved hjelp av en løsning av 40-mmol/L Tris base, 50 mmol/L av natriumklorid, og 80-mmol/L natriumhydroksid i de-ionisert vann. Tilsett ethylenediaminetetraacetic yre (EDTA) ved en konsentrasjon på 100 mg/L for å beslaglegge noen metall ion forurensning. På samme måte som den pyruvic syre lager løsningen, vil dette oppløsnings mediet bli brukt til alle de forskjellige prøvene som vil bli polarisert. Se tabell over materialer for mer spesifikke detaljer om kjemikaliene som brukes.
  8. Forbered også 500 mL lager rengjøringsløsning bestående av 100 mg/L EDTA oppløst i deionisert vann. Ca 10 mL av denne rengjøringsmiddel brukes etter hver polarisering å rense oppløsningen banen til DNP.
    Merk: trinn 1,9-1.27 utføres for hvert enkelt utvalg.
  9. Avkjøl DNP apparatet til 1,4 K i utarbeidelsen av hyperpolarizing en [1-13C] pyruvic syre prøve ved å trykke på NEDKJØLING knappen i DNP hovedvinduet.
  10. Hvis programvaren som brukes for spektrometer allerede er aktiv med konfigurasjon 1 valgt, fortsetter du med følgende trinn. Ellers utfører du trinn 1.5.1 til 1.5.3 og fortsetter deretter med følgende trinn.
  11. Etter å ha bekreftet at konfigurasjon 1 er valgt i vinduet kontrollere DNP ' s spektrometer, klikk på solid bygge opp -knappen.
  12. Skriv inn filnavnet SSBuilupXXX, der "XXX" er et tall i sekvensen av filer som er lagret med oppbygging av data. Dette nummeret økes automatisk av programvaren. Deretter klikker du OK. Tilsvarende til mikrobølgeovn feie tilfelle, et lite vindu med en synkende telleren av sekunder vil bli lansert indikerer at spektrometer er klar og det vil være å vente på periodiske utløse signaler, kommer fra DNP kontrollprogramvare, for å prøve polarisering .
  13. Ved hjelp av pyruvic acid-OX063 lagerløsning utarbeidet i trinn 1,1, veie ut 30 mg i en prøvekopp.
  14. Når ønsket VTI temperaturen er oppnådd (1,4 K) klikk på Sett inn sample, velg deretter Normal sample og klikk deretter på neste. Etter sikkerhetsreglene vises på skjermen, setter koppen i den kalde DNP apparat, ved hjelp av en lang wand spesielt designet for denne oppgaven.
  15. Når koppen er satt inn, tryllestaven fjernet, og DNP dørene lukket, klikk neste og deretter ferdig. På det punktet hyperpolarizer systemet senker prøve koppen til bestråling kammeret delvis fylt (65%) med flytende helium.
  16. Vent til temperaturen har vendt tilbake til 1,4 K og klikk deretter på polariserer sample -knappen.
  17. Inne det ny popmusikk opp vindu, sette hyppigheten salgsverdi å det oppnådd fra mikrobølgeovnen feie i takt 1,6. I samme vindu, også sette makten til 50 mW og prøvetaking tid til 300 s. Klikk på neste, Merk av for Aktiver oppbygging overvåking , og klikk deretter på finish.
    Merk: Når polarisering er startet, den DNP kontrollprogramvare genererer utløse signaler hver 300 s å instruere spektrometer å prøve polarisering ved hjelp av en liten spiss vinkel. På den måten spektrometer programvaren legger et utvalg punkt til en solid-state magnetization kurve, nå vises i både spektrometer programvare og i DNP kontrollprogramvare under kategorien polarisering Build-up. Etter fjerde prøven og hver prøve etter det, den spektrometer programvaren passer kurven til en eksponentiell vekst funksjon av skjemaet:

    S = A * exp (-t/tp) + y0

    der A er polarisering amplitude, i vilkårlig enheter, t er sampling tiden, tp er polarisering tid konstant (begge i sekunder), og y0 er en offset. Basert på de monterte parametrene, programvaren også beregner prosentandelen polarisering oppnådd opp til det tidspunktet, som også vises i DNP ' s polarisering status kategorien.
  18. Polariserer inntil oppbygging av Solid-State magnetization når minst 95% av maksimal (ca en time).
  19. Når prøven er polarisert, klargjør du hurtig feltet-Cycling Relaxometer som forklart i avsnitt 2 nedenfor.
  20. Når ønsket polarisering er oppnådd, klikk på Kjør oppløsning og under metode, velg Pyruvic acid test. Deretter klikker du på neste.
  21. Følg instruksjonene på skjermen, åpne DNP turret dører og laste varme og pressurizing kammer på toppen av apparatet med ~ 4,55 mL oppløsning medium fremstilt i § 1,5 å produsere en konsentrasjon av 80-mmol/L pyruvat upon oppløsning ved en pH på ~ 7,75 og temperatur på ~ 37 ° c.
  22. Plasser utvinne tryllestaven i riktig posisjon, lukke turret dører, og ved datamaskinen klikker du på neste og deretter på finish. På dette punktet oppløsningen Media vil bli overopphetet til trykket når 10 bar.
  23. Når 10 bar trykket er oppnådd, den frosne og hyperpolarized pyruvat blir automatisk løftet fra flytende helium bad, raskt blandet, og tint med overopphetet oppløsning Media og utløst gjennom en kapillær slange inn i en pære-formet kolbe. Mens hyperpolarized pyruvat/oppløsning Media blandingen er utløst, stadig virvel flasken for å sikre en homogen blanding.
  24. Når alle blandingen har blitt utløst, raskt trekke 1,1 mL av væsken i en sprøyte, overføre til en pre-varmet (37 ° c) 10 mm diameter NMR tube, og raskt transport til felt-sykling relaxometer (se trinn 2.2.12).
  25. Dispensere resterende alikvot av hver pyruvat oppløsning i en 0,55-T stasjonære NMR spektrometer (se tabell over materialer) for å se etter mulige systematiske eksperimentelle effekter.
  26. Umiddelbart ren DNP væske banen ved hjelp av ren oppløsning medium etterfulgt av etanol. Blås helium gass gjennom væske banen for å fjerne gjenværende Rengjøringsvæsker og rense veien for oksygen. Rengjør alle glass.
  27. Etter hver måling, ta opp pH i prøvene fra både benken toppen spektrometer og feltet-sykling relaxometer.
    Merk: hver T1 måling er en egen hyperpolarized oppløsning fra DNP apparatet, så forsiktighet er nødvendig for å sikre måling til måling reproduserbarhet av prøven komposisjon. Dette oppnås ved å veie alle agenter og løsemidler med en presisjon på 0,1 mg for å sikre nøyaktig og reproduserbar fremstilling av de endelige hyperpolarized løsningene.

2. Relaxometry

Merk vennligst se tabell 1 for en bedre forståelse av valg og bruk av de ulike parametrene som er beskrevet i følgende trinn. Før oppløsning, må relaxometer flip vinkel beregnes og relaxometer må settes opp og klar for måling av hyperpolarized løsning (se nedenfor).

  1. Kalibrering med flip-vinkel
    1. Forbered 1 mL ryddig [1-13C] pyruvic Acid i en NMR tube og legge til en gadolinium kontrast agent for å redusere T1 av de 13C kjerner til en verdi på mindre enn 200 MS men mer enn 50 MS.
    2. Forsegle NMR røret slik at det kan brukes flere ganger som en kalibrering standard.
    3. Bruke dybden gauge av relaxometer, Angi dybden på innsetting av NMR røret til riktig høyde for å sikre prøven vil bli plassert i midten av relaxometer RF coil.
    4. Merk innsettings dybden på 13C pyruvat kalibrerings standard med teip for å sikre repeterbarhet.
    5. Plasser dybde proppen på NMR-slangen til posisjonen som indikeres av tapen, og sett inn denne kalibrerings standarden i bore feltet på sykkel relaxometer. Bruk en vekt for å holde NMR røret i posisjon.
    6. Åpne instrumentluft ventilen og fra relaxometer frontpanel, og sett temperatur kontrollen til 37 ° c. Det vil opprettholde temperaturen i prøven ved 37 ° c (± 0,5 ° c) ved hjelp av oppvarmet luft under eksperimentet.
    7. Oppsett av feltet-sykling relaxometer maskinvare for å erverve 13C kjerner signaler. Det inkluderer installasjon og energigivende den eksterne SHIM coil (se tabell over materialer), tuning og matchende RF coil til 8 MHz (~ 0,75 T for 13C kjerner), og ved hjelp av riktig λ/4 kabel.
    8. Utfør følgende trinn i instrumentets programvare:
      1. Velg kategorien hoved par
      2. Klikk på cellen ved siden av etikett eksperimentet og rull ned i popup-vinduet for å velge puls SEKVENSEN "13CANGLE. FFC ".
      3. Angi følgende anskaffelses parametere: RFA = 5; SWT = 0,005, RD = 0,5, BPOL = 30 MHz, TPOL = 0,5.
      4. Velg kategorien Acq. par , og velg deretter den grunnleggende under fanen.
      5. Klikk på cellen ved siden av etikett kjernen og rull ned i popup-vinduet for å velge 13C.
      6. Deretter angir du følgende parametere: SF = 8 MHz, SW = 1000000, BS = 652, FLTR = 100000, MS = 32.
      7. Velg under fanen conf .
      8. Angi følgende parametere: RINH = 25, ACQD = 25.
      9. Velg nDim under fanen
      10. Sett NBLK = 32, BINI = 2, BEND = 62.
      11. Velg kategorien evaluering og deretter Parametere under kategorien.
      12. Angi følgende parametere: EWIP = 10, EWEP = 128, EWIB = 1, EWEB = 32.
      13. Deretter klikker du på Start Acquisition -ikonet for å kjøre puls sekvensen.
    9. Når oppkjøpet er ferdig, lagre data, velger evaluering dialogboksen ikonet og fra analyse menyen velger WAM Window: absolutt størrelse. Så velge rapportere laken, grafer og eksport arkiv og til slutt falle i staver opp på effektuere.
    10. I rapportvinduet finner du RF-pulsen bredde som gir maksimal amplitude og finjustere verdien ved hjelp av markøren i den viste grafen, som ligner på plott som vises på den nederste raden av Figur 3. Denne pulsbredde vil bli brukt for parameteren PW90 av følgende eksperimenter.
    11. Klikk F1 -ikonet for å justere frekvens forskyvningen for relaxometer.
      Merk: WAM Window: Absolute størrelse er en prosedyre for å integrere omfanget av en enkelt eller en sekvens av fri-induksjon forfall oppkjøp (FIDs) fra punktet definert av EWIP til det punktet spesifisert av EWEP og fra blokken definert av EWIB til blokken angitt av EWEB.
  2. T1-målinger
    1. Kontroller at den eksterne SHIM spolen er installert og energi.
    2. I instrument programvaren utfører du følgende trinn:
      1. Velg kategorien hoved par
      2. Klikk på cellen ved siden av etikett eksperimentet , og rull ned i popup-vinduet for å velge puls sekvensen HPUB/S, som vises i Figur 4.
      3. Angi følgende anskaffelses parametere: RFA = 25, T1MX = verdier mellom 3 og 5; SWT = 0,2, RD = 0, BRLX = ønsket velvære felt i MHz (Proton Larmor-frekvens).
      4. Velg kategorien Acq. par , og velg deretter den grunnleggende under fanen.
      5. Klikk på cellen ved siden av etikett kjernen og rull ned i popup-vinduet for å velge 13C.
      6. Angi deretter følgende parametere: SF = 8 MHz, SW = 1000000, BS = 652, FLTR = 50000.
      7. Velg under fanen conf .
      8. Angi følgende parametere: PW90 lik verdien som er funnet i trinn 2.1.10, RINH = 25, ACQD = 25.
      9. Velg puls sub-fanen og sett PW = 5.
      10. Velg nDim under fanen og sett NBLK = 100.
      11. Vent og gjør deg klar til å motta den hyperpolarized løsningen for å starte datainnsamlingen.
      12. Umiddelbart før du setter prøven inn i relaxometer, starter du puls sekvensen manuelt fra konsollen, for å unngå å sette prøven inn i et null magnetfelt. Av denne grunn er det viktig å ignorere den første Free induksjon Decay (FID) under dataanalysen.
      13. Når anskaffelsen er ferdig, lagrer du dataene ved å klikke på Lagre -knappen.
    3. Ved hjelp av analyseprogramvare, integrere omfanget av hvert FID signal til å produsere en dataserie bestående av sample magnetization som en funksjon av tid.
    4. Pakk ut spin-gitter avslapning tid fra en tre-parameter eksponentiell modell ved hjelp av en standard ikke-lineære minst kvadrater montering algoritme implementert i en kommersiell analytisk programvare (se tabell over materialer) forutsatt jevn vekting for alle data:
      Equation 1
      hvor A er den første signal amplitude (y-skjæringspunkt), t1 er den spin-gitter avslapning tid, tR er repetisjons tiden, som er en kjent verdi, y0 er signalet forskyvning, og cos(n-1)(α) er en korreksjon for tap av langsgående magnetization ved nth-målingen for en flip-vinkel, α.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 2 presenterer et eksempel på en høyoppløselig full-Range mikrobølgeovn feie for pyruvic syre. For det presenterte tilfellet, at optimal mikrobølgeovn tilsvarer 94,128 GHz, uthevet i figuren setter inn. Våre DNP systemet kan normalt fungere i størrelsesklasse av 93,750 GHz til 94,241 GHz med trinn størrelse på 1 MHz, polarisering tid på opp til 600 s, og kraft av opptil 100 mW. Et bredt spekter av frekvenser er undersøkt kun for romanen underlag. Men, basert på tidligere erfaring med 13C-pyruvic acid, forventer vi den optimale frekvensen å være rundt 94,127 GHz. Derfor brukes et skanneområde mellom 94,117 GHz og 94,137 GHz, med en trinn størrelse på 1 MHz og en samplings tid på 300 med 50 mW strøm, vanligvis brukt.

Den venstre kolonnen i Figur 3 presenterer resultatene for vinkel kalibrering av spissen for [1-13C] pyruvic yre, som innebærer oppkjøp av en rekke signal målinger som en funksjon av et lineært varierende RF-puls varigheter for å bestemme pulsen bredde som tilsvarer en flip vinkel på 90 ° og 180 ° for 13C kjerner. Den pulsbredde som gir maksimal amplitude tilsvarer en flip vinkel på 90 ° og null krysset tilsvarer en flip vinkel på 180 °. Forholdet mellom de to puls bredder bør være en faktor på to.

Anskaffelses parametrene for den 13C tips vinkel kalibreringen som vises ovenfor, kan kreve noen justeringer avhengig av overførings kraften i Relaxometer, T1 i prøven og støyen som er karakteristisk for systemet. Noen prøving og feiling kan være nødvendig i tillegg til riktig finne 90 ° og 180 ° uten virkningene av stimulert ekko, forsterker metning, og dårlig SNR.

Denne prosedyren, men nøyaktig, er normalt tidkrevende fordi de fattige SNR av termisk polarisert 13C forbindelser krever mange gjennomsnitt. En alternativ og hurtigere metoden medfører kalibrering det Vende innfallsvinkel med en gadolinium-dopet 1H Phantom og skalerer varigheten av det 90 ° RF impuls for 13C av multiplisere varigheten av det 90 °-1H RF impuls av forholdet av det gyromagnetic forhold på 1H/13C, som tilsvarer en faktor på 3,976. For dette tilfellet bør standard anskaffelses parametrene være: EXP = vinkel. FFC, NUC = 1H, TPOL = 0,1 s, BPOL = 30 MHz, SWT = 0,005, BINI = 0 ΜS, BEND = 15,5 ΜS, NBLK = 32, MS = 1, RFA = 25, RD = 0,1 s, BS = 652, SW = 1 MHz, FLTR = 100 kHz, SF = 8, RINH = 25, ACQD = 25, EWIP = 10, EWEP = 512, EWIB = 1 og EWEB = 32. Resultatene for denne alternative metoden er vist i kolonnen til høyre i Figur 3. Som en sammenligning, for de presenterte tilfellene, var den totale anskaffelses tiden for spiss vinkel kalibrering for 13C 13,5 minutter, mens for 1time var 7,1 sekunder.

Figur 5 illustrerer den typiske serien av råtnende FIDs som hyperpolarized magnetization er samplet. Hver T1 måling ved en gitt BRLX er en egen hyperpolarized oppløsning fra DNP apparatet. For dette tilfellet, avslapning-feltet (BRelax) var 0,2916 mT, med en gjentagelse tid på 3,4 s og en flip vinkel på 5 °. Alle prøve temperaturer ble kontrollert til 37 ° c (± 0,5 ° c).

Figur 6 presenterer avslapping kurve for hyperpolarized [1-13C] pyruvat innhentet fra dataene i den forrige figuren. Hvert blått punkt på kurven representerer området under en FID. T1 -verdien (53,9 ± 0,6 s) ble oppnådd ved en ikke-lineær minst-kvadrater anfall av signalet ligningen til forfallet kurve data, som inkluderte effekten av flip vinkelen som brukes for eksitasjon. Den godhet passer ble vurdert ved å beregne R2 -verdi (0,9995), forutsatt jevn vekting av datapunkter. Montering rester (data-Fit) vises som åpne trekanter.

Figur 7 presenterer T1 resultater for alle 26 målinger over et område på 0,237 MT og 0,705 T ved 37 ° c (± 0,5 ° c). T1 hadde en gjennomsnittlig passende usikkerhet på ± 0,33 s for alle resultatene. Analyse av spredningen av målingene som gjentas ved et bestemt rekreasjons felt, gav en eksperimentell reproduserbarhet flere ganger større enn den statistiske usikkerheten som er sitert ovenfor, med en T1 av 1,91 s. En usikkerhet på 2,24 s ble konservativt tildelt for alle T1 målinger beregnet som summen av de to usikkerhet sitert ovenfor. T1-dispersjon data er godt preget av den empiriske formelen T1 = (3,74 ± 0,52) x logg10(BRelax) + (63,0 ± 1,2) s; hvor BRelax er avslapping feltet målt i Tesla. Usikkerheten for de monterte parametrene representerer ett standardavvik. Den heltrukne linjen på figur 7 representerer formelen sammen med de stiplede linjene som representerer 95% tillits bånd. pHs for disse prøvene varierte fra 7,63 til 7,93, med en gjennomsnittlig pH på 7,75 og et standardavvik på 0,09. Analyse av resultatene viste at avslapning tid for C-1 kjernen er ~ 46,9 s på jordens magnetfelt (0,05 mT) sammenlignet med ~ 65 s på 3 T, som representerer en nedgang på 28%.

Figure 1
Figur 1 : [1-13C] pyruvic acid molekyl. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2 : Full-Range mikrobølgeovn feie og zoom-in delen viser optimal polarisering frekvens. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 : Spiss vinkel kalibrering for 13C (venstre) og 1H (høyre) prøver. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4 : Felt-syklet puls sekvens (HPUB/S) for å måle T1-avslapping tid for en hyperpolarized prøve på et bestemt velvære feltet (BRLX). Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5 : Sekvens av FIDs innhentet med HPUB/S puls sekvensen. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 6
Figur 6 : Avslapping signal (blå prikker), kurve montering (rød linje), og montering feil (åpne trekanter) innhentet fra sekvensen av FIDs presentert i Figur 5. Dette tallet er modifisert med tillatelse fra Chattergoon et al. 201334. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 7
Figur 7 : NMRD-profilen for hyperpolarized [1-13C] pyruvic syre ved lave magnetiske felt. Dette tallet er modifisert med tillatelse fra Chattergoon et al. 201334. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Parameteren Kort beskrivelse Kommentarer Enheter
ACQD Anskaffelses forsinkelse Forsinkelse som kreves for å tillate magnetisk felt å nå steady state etter overgangen og før datainnhenting μs
BACQ Oppkjøp Field Spesifisert ved hjelp av 1H Larmor frekvens Mhz
Bøye Sluttverdi Endelig verdi av parameteren plassert
Bini Opprinnelig verdi Første verdi i parameteren plassert
BPOL Polarisering-feltet Spesifisert ved hjelp av 1H Larmor frekvens Mhz
BRLX Avslapning Field Spesifisert ved hjelp av 1H Larmor frekvens Mhz
Bs Blokkstørrelse Antall datapunkt i en enkelt blokk
EWEB Avslutt blokk Alle heltallstall i området antall blokker (NBLK). 0 betyr "alle"
EWEP Sluttpunkt Alle heltallstall i området blokkstørrelse (BS). 0 betyr "alle"
EWIB Første blokk Fra 1 til antall blokker (NBLK)
EWEP Utgangspunkt Fra 1 til blokkstørrelse (BS)
Exp Eksperiment Navn på puls sekvens som skal brukes
FLTR Observer filter Grense frekvensen for lydsignal filtrene Hz
Ms Maksimalt antall skanninger Ønsket antall gjennomsnitt
NBLK Antall blokker Antall inndelinger for plassert-parameteren. Parameteren plassert er "PW90" for "13CANGLE" og "ANGLE" puls sekvenser og "T1MX" for "HPUB/S"-puls sekvensen. PW90 endringer etter hver repetisjon, men T1MX forblir konstant.
NUC Kjernen For denne protokollen 13C eller 1t
Pw Viktigste RF-puls Spiss vinkel Grader (°)
PW90 90DEG puls Varighet på 90-graders puls μs
Rd Resirkulering forsinkelse Pre-Scan magnet-kjøling intervall S
Rfa RF-demping Demping av RF-mottaker Db
RINH Mottaker hemmer Forsinkelse nødvendig for å tillate forfallet av RF-coil ringing μs
Sf System frekvens Larmor frekvens brukt under oppkjøpet Mhz
Sw Sveip bredde Spectral vindusbredde (Nyquist frekvens) Hz
Swt Bytte tid Global magnet-skifter tid S
T1MX Maksimal T1 Parameter som brukes av HPUB/S puls sekvensen til å definere polarisering tid under hver gjentakelse S
TPOL Polarisering tid Parameter som brukes av "ANGLE" og "13CANGLE" puls sekvens for å definere polarisering tid under hver gjentakelse S

Tabell 1: beskrivelse av parametere som brukes av feltet-Cycling relaxometer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bruk av DNP å forbedre signalet oppkjøpet er en teknisk løsning for utilstrekkelig magnetisk resonans signal tilgjengelig fra 13C kjerner ved begrensede konsentrasjoner, som de som brukes i dyre injeksjoner, men presenterer andre eksperimentelle utfordringer. Hver måling av avslapping vist i figur 7 representerer en måling av et unikt forberedt prøve fordi det ikke kan repolarized etter oppløsning for ved ny måling. Dette fører uunngåelig til eksperimentell variasjon på grunn av mindre forskjeller i prøve forberedelser under veiing av prøve-og oppløsnings mediene eller variasjoner i oppløsnings prosessen, for eksempel ufullstendig ekstraksjon og grundig blanding av prøven med oppløsnings mediet. Denne variasjonen kan delvis vurderes ved å måle pH-verdien i hver pyruvat løsning etter relaxometry. Uavhengig av forsiktig veiing av lager pyruvat/radikal blanding og oppløsning medium før innsetting i DNP apparatet til bedre enn en milligram, i våre eksperimenter pHs varierte fra 5,5 til 8,3. Vi har valgt å avvise alle T1 data utenfor pH-området 7,6 til 8,0.

Som nevnt ovenfor, solid-state polarisering nivå for hver prøve var minst 95%, som ble innhentet i ca en time. Den flytende tilstand polarisering ble ikke anslått for hver prøve; men periodisk kvalitetssikring av DNP systemet, med samme prøve forberedelser, resulterte i flytende tilstand polarisering nivåer på ca 15%.

Under prøven forberedelse, kan metall ion forurensning oppstå fra kontakt mellom oppløsning medium og DNP oppløsning væske banen. Denne muligheten krevde tilsetning av Disodium ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) til beslaglegge noen av metall ion forurensning og bevare spin-gitter avslapping.

Sammenligning av skytteltrafikk metoden som brukes i referanse28 og den raske felt sykling presentert i denne protokollen, kan vi si at skytteltrafikk metoden er bare mulig når shuttle tiden er liten i forhold til avslapning tid; ellers kan de gjennomsnittlige magnetfeltene som oppleves i løpet av skytteltrafikk tid ha en signifikant effekt. Med den raske feltet sykling relaxometer vi brukte, er brukeren i full kontroll over vekslings tiden, som kan gå så lavt som 3 MS. men for hyperpolarized underlag, er en langsom veksling tid nødvendig for å holde adiabaticity og ikke ødelegge polarisering av eksempel under arkiverte overganger. I vår erfaring, for hyperpolarized 13C-pyruvic acid, en veksling tid så lavt som 50 MS ikke opprettholde polarisering, men vi observert mer konsistente resultater ved hjelp av en veksling tid på 100 eller 200 MS. denne lille overgangen tid fra avslapping til oppkjøp og tilbake til avslapping feltene er ubetydelig i forhold til den målte T1 ganger og har ingen systematisk effekt på disse målingene. Vi anser at videre forskning er nødvendig for å etablere grensene for adiabaticity av ulike hyperpolarized underlag på ulike magnetiske felt.

En annen viktig forskjell mellom de to metodene er omfanget av magnetiske felt, som er 2 mT til 18,8 T for skytteltrafikk metoden og 0,237 mT til 0,705 T for feltet sykling relaxometer. I denne forbindelse kan vi se de to metodene som komplementære til hverandre. Men for in vivo studier med hyperpolarized forbindelser, magnetiske felt på opp til 3 T er mer vanlig.

På feltet styrker på mindre enn 1 mT, spredte magnetiske felt fra omkringliggende objekter ble observert å ha en systematisk effekt på våre avslapning målinger. For å eliminere disse feltene, har vi designet og lagt til en egendefinert magnetisk SHIM rundt feltet-sykling magnet. Til sammenligning bruker skytteltrafikk-metoden μ sylindrisk skjerming som gir en brå endring av magnetfelt fra ca 2 mT til 0,2 mT.

Temperaturkontroll av prøven var viktig på grunn av den relativt lange oppkjøpet ganger krever 300 til 510 s for å fange opp hele forfall kurve. Vi forvarmet NMR-rørene før dosering av hyperpolarized-oppløsningen, og opprettholdt deretter prøvetemperaturen ved å blåse varmet, Temperaturregulert (37 ° c) luft over rørene under relaxometry. Dette er en viktig fordel av felt-sykling relaxometer over skytteltrafikk metoden fordi temperaturen i prøven kan være nøyaktig kontrollert siden prøven er stasjonær under målinger.

I tillegg var det ikke praktisk å kontrollere prøve eksponeringen til omgivelsestemperatur og magnetfelt i løpet av kort overføringstid mellom polarisator og relaxometer. T1 av prøvene ble målt på kjente magnetfelt og temperatur kontrollert av relaxometer, så transport hadde begrenset innflytelse. Forholdene under transport kan bare påvirke mengden av hyperpolarization som overlever for måling ved relaxometer. En bærbar holder felt magnet (10 mT) ble utviklet for overføring av hyperpolarized løsning til Imaging magnet eller relaxometer; men bruken var ikke verdt i dette eksperimentet gitt kort overføringstid, men kan være nyttig for andre hyperpolarized væsker med større T1-spredning ved lavere magnetiske felt. Et Holding felt på 0,01 T ville øke t1 av pyruvat løsningen med nesten 18% under transport; men med vår relativt korte overføringstid på 8 s, disse målingene tyder på at bare en 2,3% økning i signalet ville bli observert.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen avsløringer.

Acknowledgments

Forfatterne vil gjerne takke Ontario Institute for Cancer Research, Imaging Oversettelses program og naturvitenskap og engineering Research Council of Canada for finansiering av denne forskningen. Vi liker også å anerkjenne nyttige diskusjoner med Albert Chen, GE Healthcare, Toronto, Canada, Gianni Ferrante, Stelar s.r.l., Italia, og William Mander, Oxford Instruments, UK.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
[1-13C]Pyruvic Acid Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA 677175
10mm NMR Tube Norell, Inc., Morganton NC, USA 1001-8
De-ionized water
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (EDTA) Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA E5134
HyperSense Dynamic Nuclear Polarizer Oxford Instruments, Abingdon, UK Includes the following: "DNP-NMR Polarizer" software used to control and monitor the whole DNP polarizer; "RINMR" used to monitor the solid state polarization levels; "HyperTerminal" used to communicate the DNP software with the RINMR software that monitors the solid state polarization level. Also includes the MQC bench top spectrometer to monitor the liquid state polarization in conjunction with it own RINMR software
MATLAB R2017b MathWorks, Natick, MA Include scripts for non-linear fitting of magnetization decay over time and T1 NMRD analysis of hyperpolarized pyruvic acid.
OX063 Triarylmethyl radical Oxford Instruments, Abingdon, UK
pH meter - SympHony VWR International, Mississauga, ON., Canada SB70P
ProHance Bracco Diagnostics Inc. Gadoteridol, Gd-HP-DO3A
Pure Ethanol (100% pure) Commercial Alcohols, Toronto, ON, Canada P016EAAN
Shim Coil Developed in-house
Sodium Chloride Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA S7653
Sodium Hydroxide Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA S8045 
SpinMaster FFC2000 1T C/DC Stelar s.r.l., Mede (PV) Italy Includes the software "AcqNMR" that is used to set experimental parameters, monitor the tuning and matching of the RF coil, loading different pulse sequences, calibrate flip angle, data acquisition and curve fitting, among other functions. Also includes a depth gauge, some weights and a depth stopper.
Trizma Pre-Set Crystals (pH 7.6) Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA T7943

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Golman, K., Zandt, R. I., Lerche, M., Pehrson, R., Ardenkjaer-Larsen, J. H. Metabolic imaging by hyperpolarized 13C magnetic resonance imaging for in vivo tumor diagnosis. Cancer Research. 66 (22), 10855-10860 (2006).
  2. Witney, T. H., Brindle, K. M. Imaging tumour cell metabolism using hyperpolarized 13C magnetic resonance spectroscopy. Biochemical Society Transactions. 38 (5), 1220-1224 (2010).
  3. Kurhanewicz, J., et al. Analysis of cancer metabolism by imaging hyperpolarized nuclei: prospects for translation to clinical research. Neoplasia. 13 (2), 81-97 (2011).
  4. Golman, K., et al. Cardiac metabolism measured noninvasively by hyperpolarized 13C MRI. Magnetic Resonance in Medicine. 59 (5), 1005-1013 (2008).
  5. Golman, K., in 't Zandt, R., Thaning, M. Real-time metabolic imaging. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America. 103 (30), 11270-11275 (2006).
  6. Day, S. E., et al. Detecting response of rat C6 glioma tumors to radiotherapy using hyperpolarized [1- 13C]pyruvate and 13C magnetic resonance spectroscopic imaging. Magnetic Resonance in Medicine. 65 (2), 557-563 (2011).
  7. Gallagher, F. A., et al. Magnetic resonance imaging of pH in vivo using hyperpolarized 13C-labelled bicarbonate. Nature. 453 (7197), 940-943 (2008).
  8. Wilson, D. M., et al. Multi-compound polarization by DNP allows simultaneous assessment of multiple enzymatic activities in vivo. Journal of Magnetic Resonance. 205 (1), 141-147 (2010).
  9. Gallagher, F. A., et al. Production of hyperpolarized [1,4-13C2]malate from [1,4-13C2]fumarate is a marker of cell necrosis and treatment response in tumors. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America. 106 (47), 19801-19806 (2009).
  10. Chen, A. P., et al. Feasibility of using hyperpolarized [1-13C]lactate as a substrate for in vivo metabolic 13C MRSI studies. Magnetic Resonance Imaging. 26 (6), 721-726 (2008).
  11. Gallagher, F. A., Kettunen, M. I., Day, S. E., Lerche, M., Brindle, K. M. 13C MR spectroscopy measurements of glutaminase activity in human hepatocellular carcinoma cells using hyperpolarized 13C-labeled glutamine. Magnetic Resonance in Medicine. 60 (2), 253-257 (2008).
  12. Ardenkjaer-Larsen, J. H., et al. Increase in signal-to-noise ratio of > 10,000 times in liquid-state NMR. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (18), 10158-10163 (2003).
  13. Ishii, M., et al. Hyperpolarized 13C MRI of the pulmonary vasculature and parenchyma. Magnetic Resonance in Medicine. 57 (3), 459-463 (2007).
  14. Lau, A. Z., Chen, A. P., Cunningham, C. H. Integrated Bloch-Siegert B(1) mapping and multislice imaging of hyperpolarized (1)(3)C pyruvate and bicarbonate in the heart. Magnetic Resonance in Medicine. 67 (1), 62-71 (2012).
  15. Lau, A. Z., et al. Rapid multislice imaging of hyperpolarized 13C pyruvate and bicarbonate in the heart. Magnetic Resonance in Medicine. 64 (5), 1323-1331 (2010).
  16. Golman, K., Ardenkjaer-Larsen, J. H., Petersson, J. S., Mansson, S., Leunbach, I. Molecular imaging with endogenous substances. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (18), 10435-10439 (2003).
  17. Johansson, E., et al. Cerebral perfusion assessment by bolus tracking using hyperpolarized 13C. Magnetic Resonance in Medicine. 51 (3), 464-472 (2004).
  18. Johansson, E., et al. Perfusion assessment with bolus differentiation: a technique applicable to hyperpolarized tracers. Magnetic Resonance in Medicine. 52 (5), 1043-1051 (2004).
  19. Albers, M. J., et al. Hyperpolarized 13C lactate, pyruvate, and alanine: noninvasive biomarkers for prostate cancer detection and grading. Cancer Research. 68 (20), 8607-8615 (2008).
  20. Chen, A. P., et al. Hyperpolarized C-13 spectroscopic imaging of the TRAMP mouse at 3T-initial experience. Magnetic Resonance in Medicine. 58 (6), 1099-1106 (2007).
  21. Lupo, J. M., et al. Analysis of hyperpolarized dynamic 13C lactate imaging in a transgenic mouse model of prostate cancer. Magnetic Resonance Imaging. 28 (2), 153-162 (2010).
  22. von Morze, C., et al. Imaging of blood flow using hyperpolarized [(13)C]urea in preclinical cancer models. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 33 (3), 692-697 (2011).
  23. Brindle, K. M., Bohndiek, S. E., Gallagher, F. A., Kettunen, M. I. Tumor imaging using hyperpolarized 13C magnetic resonance spectroscopy. Magnetic Resonance in Medicine. 66 (2), 505-519 (2011).
  24. Park, I., et al. Detection of early response to temozolomide treatment in brain tumors using hyperpolarized 13C MR metabolic imaging. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 33 (6), 1284-1290 (2011).
  25. Bohndiek, S. E., et al. Detection of tumor response to a vascular disrupting agent by hyperpolarized 13C magnetic resonance spectroscopy. Molecular Cancer Therapeutics. 9 (12), 3278-3288 (2010).
  26. Witney, T. H., et al. Detecting treatment response in a model of human breast adenocarcinoma using hyperpolarised [1-13C]pyruvate and [1,4-13C2]fumarate. British Journal of Cancer. 103 (9), 1400-1406 (2010).
  27. Levitt, M. H. Spin dynamics: basics of nuclear magnetic resonance. , John Wiley & Sons. (2001).
  28. Mieville, P., Jannin, S., Bodenhausen, G. Relaxometry of insensitive nuclei: optimizing dissolution dynamic nuclear polarization. Journal of Magnetic Resonance. 210 (1), 137-140 (2011).
  29. Redfield, A. G. Shuttling device for high-resolution measurements of relaxation and related phenomena in solution at low field, using a shared commercial 500 MHz NMR instrument. Magnetic Resonance in Chemistry. 41 (10), 753-768 (2003).
  30. Grosse, S., Gubaydullin, F., Scheelken, H., Vieth, H. -M., Yurkovskaya, A. V. Field cycling by fast NMR probe transfer: Design and application in field-dependent CIDNP experiments. Applied Magnetic Resonance. 17 (2), 211-225 (1999).
  31. Kimmich, R., Anoardo, E. Field-cycling NMR relaxometry. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 44 (3-4), 257-320 (2004).
  32. Guðjónsdóttir, M., Belton, P., Webb, G. Magnetic Resonance in Food Science: Challenges in a Changing World. , The Royal Society of Chemistry. 65-72 (2009).
  33. Anoardo, E., Galli, G., Ferrante, G. Fast-field-cycling NMR: Applications and instrumentation. Applied Magnetic Resonance. 20 (3), 365-404 (2001).
  34. Chattergoon, N., Martinez-Santiesteban, F., Handler, W. B., Ardenkjaer-Larsen, J. H., Scholl, T. J. Field dependence of T1 for hyperpolarized [1-13C]pyruvate. Contrast Media & Molecular Imaging. 8 (1), 57-62 (2013).
  35. Martínez-Santiesteban, F. M., Dang, T. P., Lim, H., Chen, A. P., Scholl, T. J. T1 nuclear magnetic relaxation dispersion of hyperpolarized sodium and cesium hydrogencarbonate-13C. NMR in Biomedicine. 30 (9), 3749 (2017).

Tags

Bioteknologi pyruvat spin-gitter avslapping dynamisk kjernefysisk polarisering felt-sykling relaxometry kjernefysisk magnetisk avslapping dispersjon (NMRD) hyperpoloarization
Måle spin-gitter avslapning magnetisk felt avhengighet av Hyperpolarized [1-<sup>13</sup>C] pyruvat
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kim, S., Martinez-Santiesteban, F.,… More

Kim, S., Martinez-Santiesteban, F., Scholl, T. J. Measuring the Spin-Lattice Relaxation Magnetic Field Dependence of Hyperpolarized [1-13C]pyruvate. J. Vis. Exp. (151), e59399, doi:10.3791/59399 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter