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Par rapport à d' autres modalités d'imagerie médicale, l' imagerie par résonance paramagnétique électronique (EPRI) est uniquement en mesure de quantitativement l' image des propriétés physiologiques , y compris pH 1-3, pO 2 4-7 température 8, la perfusion et la viabilité des tissus 9, microviscosité et la facilité de diffusion de de petites molécules 10 et stress oxydatif 11. Estimation de la facilité de clivage du disulfure de glutathion (GSH) dans les tissus et les cellules 12,13 peut présenter sur l' état d'oxydo - réduction. Pour l' imagerie in vivo, l' EPR dans la gamme de fréquences comprise entre 250 MHz et 1 GHz est choisie car ces fréquences donnent une profondeur suffisante de pénétration des tissus (jusqu'à plusieurs cm) pour générer des images pour les petits animaux dans lesquels les intensités ne sont pas diminuées par des effets de perte diélectrique. Des fréquences plus élevées, telles que 9,5 GHz 14 (bande X) et 17 GHz (bande K u) 15,16 peuvent être utilisés pour l' imagerie de la peau et des cheveux ou des cellules individuelles, respectivement. Le succès de l'EPRI à toutes les fréquences dépend des sondes de spin paramagnétique qui sont spécifiques pour les tissus de sorte que leur emplacement et sort peut être imagé.
Si l'environnement d'une sonde de spin électronique est spatialement hétérogène, le spectre RPE est la somme des contributions de tous les endroits. L' imagerie spectrale spatiale divise le volume de l'échantillon dans une matrice de petits segments spatiaux et calcule le spectre RPE pour chacun de ces segments 17. Ceci permet la cartographie de l'environnement local, en mesurant la variation spatiale dans le spectre RPE. gradients de champ magnétique sont utilisés pour coder l'information spatiale en spectres EPR, qui sont appelées projections. L'image spectrale spatiale est reconstruite à partir de ces projections 18,19.
En RS-EPR le champ magnétique est balayée par la résonance dans un temps qui est court par rapport à des temps de relaxation de spin électronique (Figure 2) 20,21. ré econvolution du signal de balayage rapide donne le spectre d'absorption, ce qui est équivalent à la première intégrale du spectre CW premier dérivé classique. Le signal de balayage rapide est détecté en quadrature, de sorte que les deux éléments d'absorption et de dispersion de la réponse du système de spin sont mesurés. Ceci est essentiellement la collecte de deux fois la quantité de données par unité de temps. Saturation du signal dans une expérience de balayage rapide se produit à des puissances plus élevées que pour la CW, donc des puissances plus élevées peuvent être utilisées sans se soucier de la saturation. 20,22 Beaucoup plus moyennes peuvent être effectués par unité de temps par rapport à CW. Plus de puissance, la détection directe de quadrature et plus en moyenne par unité de temps se combinent pour donner scan rapide un meilleur rapport (SNR) signal-bruit, en particulier à des projections élevées de gradient qui définissent la séparation spatiale, conduisant à des images de qualité. Pour atteindre environ le même SNR pour une image d'un fantôme nécessaire environ 10 fois plus longtemps pour CW que pour le balayage rapide 23.
Tente "> L'augmentation de SNR permet également des expériences à 250 MHz avec des adduits de piégeage concentration de spin faible formés par la réaction de OH avec du 5-tert-butoxycarbonyl-5-méthyl-1-pyrroline-
N - oxyde (BMPO-OH) qui serait Dinitroxides invisibles à la méthode CW
24. connectés à un groupe de liaison disulfure sont sensibles au clivage par le glutathion, et peuvent donc rendre compte de l' état redox cellulaire. l' équilibre existe, dépendant de la concentration de glutathion présente, entre les formes di- et un radical mono. l'observation de ces changements nécessite la capture de l'ensemble de 5 mT large spectre, et peut être réalisé beaucoup plus rapidement avec le balayage rapide EPR par rapport à intensifier le champ magnétique dans une expérience CW.
Un système complet de balayage rapide se compose de quatre parties: le spectromètre, l'aimant de champ principal, le conducteur de la bobine de balayage rapide, et le balayage rapide contre-boucle résonateur. Le spectromètre et le fonctionnement de l'aimant de champ principal le même que dans une expérience CW, définissant le champ de Zeeman principalet la collecte des données à partir du résonateur. Le conducteur de la bobine de balayage rapide génère le courant de balayage sinusoïdal qui va dans les bobines de balayage rapides spécialement conçus sur le balayage rapide contre-boucle résonateur. Les bobines de balayage rapide du balayage transversal résonateur à boucle rapide génèrent un champ magnétique homogène, qui est balayée à des fréquences comprises entre 3 et 15 kHz.