Name: Xénon hyperpolarisé pour la RMN et lIRM Applications (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-09-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 20 s
Description: Découvrez la production de xénon hyperpolarisé par pompage optique d'échange de spin pour la RMN et l'IRM. Cette méthode améliore la sensibilité et la spécificité moléculaire pour l'imagerie médicale.

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Ce projet de recherche a été financée par le Conseil européen de la recherche au titre du programme de la Communauté européenne septième programme-cadre (FP7/2007-2013) / ERC convention de subvention n ° 242710 et a en outre été soutenu par le Human Frontier Science Program et le Programme d&#39;Emmy Noether de l&#39;allemand Research Foundation (SCHR 995/2-1).

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<li>Seltzer, S. J., Michalak, D. J., Donaldson, M. H., Balabas, M. V., Barber, S. K., Bernasek, S. L., Bouchiat, M. A., Hexemer, A., Hibberd, A. M., Kimball, D. F., Jaye, C., Karaulanov, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+antirelaxation+coatings+for+alkali-metal+vapor+cells+using+surface+science+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Investigation of antirelaxation coatings for alkali-metal vapor cells using surface science techniques.</a> J. Chem. Phys. 133, 144703(2010).</li>
</ol>

Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

Aspects critiques dans la préparation de xénon hyperpolarisé sont des impuretés d&#39;oxygène dans le collecteur de gaz, y compris la cellule de pompage et un éclairage suffisant de la cellule avec une lumière polarisée circulairement. Le test de lumière au-dessus mentionnée ampoule est un moyen simple de détecter des concentrations d&#39;oxygène nuisibles pendant le transfert de rubidium. Le métal alcalin peut perdre sa surface brillante au moment où la cellule est installé dans le polariseur. Cependant, la vaporisatio...

Hyperpolarisés agents bénéficient d&#39;une attention croissante de RMN / IRM applications, car ils peuvent résoudre le problème de sensibilité dans certaines circonstances 2. Trois grandes approches sont actuellement utilisées (Polarisation dynamique nucléaire, DNP, para-hydrogène polarisation induite, PHIP et tourner échange de pompage optique, PDES) que tout préparer une différence de rotation augmenter artificiellement la population en dehors d&#39;un aimant RMN avant la spectroscopie réelle ou expérience d&#39;imagerie . Nous décrivons ici la fonction et le fonctionnement d&#39;une installation PDES qui a été optimisé pour la production de 129 Xe hyperpolarisé utilisés dans des expériences état ​​de solution. Un élément essentiel est une source intense de lumière émettant des photons infrarouges à 795 nm. Réseaux de diodes laser (LDA) sont des dispositifs pratiques qui offrent puissance de sortie élevée&gt; 100 W à un coût raisonnable. Dans de nombreuses configurations, l&#39;ADL émet dans une fibre optique qui conserve plus ou moins de la polarisation èmee lumière laser. Afin de garantir un processus PDES suffisamment cette polarisation elliptique doit être convertie en polarisation circulaire d&#39;une grande pureté. Les principaux composants de l&#39;optique de polarisation sont présentés dans les figures 1 et 2 et la mise en place du système est expliqué schématiquement en 1 film supplémentaire. Pour polariser la lumière circulairement nous attacher d&#39;abord l&#39;extrémité de fibre optique à un faisceau primaire d&#39;extension (par exemple, un collimateur de fibres) pour réduire la densité de puissance. La lumière traverse ensuite un cube séparateur de faisceau polarisant, générer de la lumière polarisée linéairement. En tournant ce cube, nous pouvons déterminer l&#39;axe préférentiel de la polarisation restante avec un wattmètre. Transmission maximale correspond à la situation où l&#39;axe rapide du cube est aligné avec l&#39;axe de polarisation de la lumière principale. Cubes avec des coefficients d&#39;extinction élevés (100.000: 1 ou mieux), on obtient une bonne séparation des composantes de polarisation. Cela peut être testéà l&#39;aide d&#39;un cube séparateur de faisceau en tant que deuxième analyseur qui est mis en rotation alors que le premier est aligné pour la transmission maximale du faisceau extraordinaire. Une fois la polarisation linéaire de la lumière transmise a été confirmée, d&#39;une lame d&#39;onde λ / 4 conçu pour 795 nm est introduite dans le faisceau extraordinaire pour convertir linéaire en une polarisation circulaire. A cet effet, l&#39;axe rapide de la lame d&#39;onde est mis en rotation par 45 ° par rapport à l&#39;axe du faisceau cube séparateur rapide. (Si on le souhaite, la polarisation circulaire du faisceau réfléchi ordinaire avec son axe perpendiculaire polarisation linéaire du faisceau extraordinaire peut être réalisé d&#39;une manière similaire.) La qualité de la polarisation circulaire peut être testé avec un cube séparateur de faisceau deuxième devrait produire de transmission constant lors de la rotation. A optique secondaire d&#39;expansion du faisceau (par exemple, deux lentilles dans une configuration lunette de Galilée) puis augmente le diamètre du faisceau complètement illuminate la cellule de verre pour le processus de pompage à l&#39;intérieur d&#39;une boîte de four. L&#39;absorption de la lumière laser par Rb vapeur dans la cellule est contrôlée par un trou d&#39;épingle derrière la cellule de pompage à la fin de la boîte: un collimateur recueille un faisceau atténué IR pour être analysés avec un spectromètre optique (voir figure 3 pour le pompage de configuration cellule ). Un mécanisme de chauffage extérieur de la cellule de pompage se vaporise partiellement une goutte Rb assis à l&#39;intérieur de la cellule (figure 4a) et provoque donc l&#39;absorption de la lumière laser. La densité de la vapeur peut être réglée par l&#39;intermédiaire du point de consigne de chauffage du régulateur PID respectif. Des températures élevées (environ 190 ° C) sont bonnes pour les configurations compactes où le xénon a une quantité limitée de temps pour bâtir la polarisation. Le mélange gazeux contenant de Xe, N 2 et il s&#39;écoule à travers la cellule de pompage opposée à la direction du faisceau laser (figure 3). Un champ magnétique externe aligné avec le faisceau laser assure èmee photons infrarouges sont seulement une transition de pompage Rb. Relaxation des états d&#39;électrons est rapide et doivent être non-radiatif d&#39;éviter l&#39;émission de photons IR avec «mauvaise» la polarisation. Ici, le 2 N arrive en jeu comme un gaz de trempe. Finalement, le système Rb s&#39;accumule une surpopulation de l&#39;un des sous-niveaux d&#39;état de base tandis que l&#39;autre est en permanence appauvri par le laser (figure 5). Xénon entrer en contact étroit avec les atomes de Rb expériences de spin-spin et les interactions de la polarisation de spin électronique est transféré sur les noyaux Xe dans la bascule processus. Le gaz hyperpolarisé sortant de la cellule de pompage contient des traces de vapeur Rb que la condensation sur la paroi du tube à l&#39;intérieur de quelques centimètres de la sortie en raison de la basse température (similaire à la figure 4b). Dans les applications in vivo, cependant, exigerait l&#39;élimination supplémentaire du métal alcalin (par exemple dans un piège à froid), alors que in vitro experiments peut être effectuée en toute sécurité avec le gaz à la sortie de la hyperpolarizer. Tube en téflon relie la sortie avec le polariseur d&#39;entrée d&#39;un appareil en verre pour réaliser des expériences RMN des solutions d&#39;essai. Régulateurs de débit massique sont utilisées pour ajuster la quantité de Xe s&#39;écoulant dans la configuration de RMN. Elles sont déclenchées par des commandes dans la séquence d&#39;impulsions de RMN. Après vérification de la mise en valeur de polarisation atteint, le gaz peut être utilisé comme agent de contraste RMN / IRM dans les expériences de l&#39;état de solution. Xe a une certaine solubilité dans l&#39;eau (4,5 mM / atm) et d&#39;autres solvants. Il a donc peut déjà servir à lui seul comme agent de contraste pour visualiser la répartition de certains liquides. Toutefois, il est également possible de relier les noyaux de RMN-actif à certaines molécules afin d&#39;acquérir des informations spécifiques moléculaire à travers le gaz inerte par ailleurs. Par la fourniture d&#39;un hôte moléculaire pour la Xe dissous, il est possible de conférer une spécificité moléculaire au signal de RMN Xe. Cela offre la possibilité d&#39;des agents de contraste fonctionnalisés de conception - également appelé biocapteurs - quand une telle structure hôte est couplé à une unité de ciblage qui se lie à des analytes présentant un intérêt biomédical (figure 6). Accroissement de la sensibilité plus poussée est nécessaire lorsque le biocapteur doit être détecté à des concentrations qui sont faibles pour les agents de contraste IRM (&lt;100 uM). Ceci peut être réalisé par échange chimique saturation de transfert (CET). Cette méthode détecte le biocapteur indirectement par destruction de l&#39;aimantation de la cage Xe et en observant la variation du signal de Xe libre en solution. Depuis les noyaux hyperpolarisés sont continuellement remplacés après quelques 10 ms, un grand nombre de 100 à 1000 germes de transfert de l&#39;information détectée sur la piscine et amplifier le signal de ca. 10 3 fois (voir le film 2).

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom du réactif </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires (optionnel) </td></tr><tr><td> Lingot Rb </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 276332-1G </td><td></td></tr><tr><td> P 4 O 10 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 79610-500G </td><td></td></tr><tr><td> Ar </td><td> Praxair </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Xe </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 00472-1EA </td><td></td></tr><tr><td> O 2 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 00476-1EA </td><td></td></tr><tr><td> Système de laser </td><td> Lasers QPC / Opérations laser </td><td> Brightlock 50 </td><td></td></tr><tr><td> Système à vide </td><td> Pfeiffer </td><td> HiCube </td><td></td></tr><tr><td> Thermocouples </td><td> NewportOméga </td><td> SA2F-KI-3M </td><td></td></tr><tr><td> Chauffe-silicium </td><td> Newport Omega </td><td> FMA5514 </td><td></td></tr><tr><td> Transducteur de pression </td><td> Newport Omega </td><td> PR 33X-V-10 </td><td></td></tr><tr><td> Mètre processus </td><td> Newport Omega </td><td> INFCP-100B </td><td></td></tr><tr><td> Contrôleurs de débit massique </td><td> Newport Omega </td><td> MFC </td><td></td></tr><tr><td> Régulateurs PID </td><td> Newport Omega </td><td> CN7800 </td><td></td></tr><tr><td> Logiciel de contrôle </td><td> Newport Omega </td><td> DASYLab </td><td></td></tr><tr><td> L&#39;acquisition des données </td><td> Newport Omega </td><td> Daqboard 3000 </td><td></td></tr><tr><td> Capteur de vide </td><td> Oerlikon </td><td> TTR91 </td><td></td></tr><tr><td> Régulateur de vide </td><td> Vacom </td><td> MVC-3 </td><td></td></tr><tr><td> Collimateur </td><td> Thorlabs </td><td> F810SMA-780 </td><td></td></tr><tr><td> Cube séparateur de faisceau polarisant </td><td> Thorlabs </td><td> GL15-B </td><td></td></tr><tr><td> plaque λ / 4 d&#39;onde </td><td> Thorlabs </td><td> WPQ10M-780 </td><td></td></tr><tr><td> Lentilles de dilatation du faisceau </td><td> Thorlabs </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Spectromètre optique </td><td> Ocean Optics </td><td> HR4000 </td><td></td></tr><tr><td> Fibre optique </td><td> Ocean Optics </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Faible tube RMN pression </td><td> Wilmad </td><td> 513-7LPV-7 </td><td></td></tr><tr><td> Tube RMN de 5 mm </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> HX58.1 </td><td></td></tr><tr><td> Bobines de Helmholtz </td><td> Phywe </td><td> 06960-00 </td><td></td></tr><tr><td> Fused siliconeca capillaires </td><td> Polymicro </td><td> TSG 250350 </td><td></td></tr></tbody></table>

xénon hyperpolarisé pour la rmn et l&#39;irm applications

Hyperpolarized Xenon for NMR and MRI Applications

Résonance magnétique nucléaire (RMN) et l&#39;imagerie (IRM) souffrent d&#39;une faible sensibilité intrinsèque en raison même de fortes champs magnétiques externes de ~ 10 T ne génèrent qu&#39;une petite détectable net-aimantation de l&#39;échantillon à température ambiante 1. Par conséquent, la plupart des applications en RMN et IRM reposent sur ​​la détection de molécules à forte concentration relative (par exemple, de l&#39;eau pour l&#39;imagerie des tissus biologiques) ou nécessitent des temps d&#39;acquisition excessifs. Cela limite notre capacité d&#39;exploiter la spécificité moléculaire très utile des signaux RMN pour de nombreuses applications biochimiques et médicaux. Toutefois, de nouvelles approches ont vu le jour dans les dernières années: La manipulation des espèces spin détectés avant la détection à l&#39;intérieur de l&#39;aimant RMN / IRM peut considérablement augmenter l&#39;aimantation et donc permet la détection de molécules à des concentrations beaucoup plus faibles 2. Ici, nous présentons une méthode de polarisation d&#39;un mélange de gaz xénon (Xe 2-5%, 10%N 2, He équilibre) dans une configuration compacte avec un ca. L&#39;amélioration du signal 16000-pli. Lasers à diodes moderne ligne rétrécies permettre polarisation efficace 7 et une utilisation immédiate du mélange de gaz, même si le gaz noble n&#39;est pas séparé des autres composants. L&#39;appareil est expliqué PDES et la détermination de la polarisation de spin obtenue est mise en évidence pour le contrôle de l&#39;exécution du procédé. Le gaz hyperpolarisé peut être utilisé pour l&#39;imagerie espace vide, y compris l&#39;imagerie débit de gaz ou les études de diffusion aux interfaces avec d&#39;autres matériaux 8,9. En outre, le signal RMN Xe est extrêmement sensible à son environnement moléculaire 6. Cela permet à la possibilité de l&#39;utiliser comme agent de contraste RMN / IRM lorsqu&#39;il est dissous dans une solution aqueuse avec fonctionnalisés hôtes moléculaires temporairement emprisonner le gaz 10,11. La détection directe et haute sensibilité de détection indirecte de ces constructions est démontré à la fois en mode spectroscopique et d&#39;imagerie. &lt;/ P&gt;

La production de xénon hyperpolarisé par le biais de spin optique d&#39;échange de pompage (PDES) est décrite. Cette méthode donne une ~ 10000-pli amélioration de la polarisation de spin nucléaire du Xe-129 et a des applications dans la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire et d&#39;imagerie. Exemples de phase gazeuse et expériences état de solution sont donnés.

Xénon hyperpolarisé pour la RMN et l&#39;IRM Applications

La spectroscopie et l'imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN) souffrent d'une faible sensibilité intrinsèque car, même avec des champs magnétiques externes puissants d'environ 10...

L'objectif général de l'expérience suivante est de produire du xénon hyperpolarisé et d'effectuer des mesures de RMN et d'IRM à sensibilité améliorée. Cela est réalisé en utilisant un processus appelé pompage optique par échange de spin avec de la vapeur de rubidium afin d'obtenir une forte polarisation du spin nucléaire du xénon. Dans une deuxième étape, les signaux RMN obtenus sont comparés à ceux d'un échantillon de xénon polarisé thermiquement, ce qui permet de quantifier la polarisation obtenue.Des expériences ultérieures de spectroscopie et d'imagerie par RMN sont réalisées afin de démontrer une sensibilité élevée et une spécificité moléculaire. Les résultats obtenus montrent que le xénon peut être utilisé comme agent de contraste en RMN, tant à l'état gazeux que dissous en solution, grâce à des schémas de détection innovants tels que l'hyper polarisation. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes comme l'imagerie par résonance magnétique protonique réside dans la possibilité de détecter le xénon à des concentrations nettement plus faibles et avec une grande spécificité vis-à-vis de son environnement moléculaire, offrant ainsi la possibilité de concevoir des agents de contraste fonctionnalisés capables de se lier à une molécule cible spécifique.Les implications de cette technique s'étendent au diagnostic de diverses maladies. Ainsi, cette technique peut fournir des informations sur l'imagerie R en phase gazeuse. Elle peut également être appliquée à des expériences en état de solution pour la détection de certains analytes.En général, les personnes novices dans cette technique éprouvent des difficultés, car une documentation détaillée de nombreuses étapes de préparation n'est pas disponible. Empêcher l'oxydation du rubidium pendant la procédure de chargement et durant le fonctionnement de l'hyperpolarisation constitue une étape cruciale de cette méthode afin de maintenir le rubidium sous une atmosphère inerte. La procédure de chargement est réalisée dans une boîte à gants, et l'unité de gaz d'hyperpolarisation mono fold est conservée sous une atmosphère protectrice d'argon.Pour commencer ce protocole, préparez une cellule de pompage optique dans une boîte à gants comme décrit dans la procédure écrite. En parallèle de cette vidéo, vérifiez la présence d'oxygène indésirable dans la boîte à gants en allumant une ampoule dont le filament est exposé à l'atmosphère ; il devrait être sans danger de manipuler le rubidium si aucune fumée ne provient du filament incandescent. Cassez une ampoule de rubidium et faites fondre le métal alcalin à l’aide d’un pistolet thermique.Imbiber un peu de rubidium liquide à l’aide d’un embout de pipette et injecter celui-ci dans la cellule de pompage avant de sortir la cellule de la boîte à gants. Comme indiqué dans le texte, fixer le dispositif de chauffage sur la partie inférieure de la cellule et vérifier que le dispositif de chauffage, avec son thermocouple, établit un bon contact thermique avec celle-ci. À l’aide d’un faisceau visuel de visée, raccorder la cellule au collecteur du polariseur, en s’assurant qu’elle soit alignée avec l’axe du faisceau laser qui éclaire la cellule pendant le processus de pompage.Enfin, fixez un thermocouple sur le dessus de la cellule. Évacuez les raccordements du tube jusqu'aux vannes d'entrée et de sortie de la cellule de pompage. Une fois une pression inférieure à 30 × 10⁻³ mbar atteinte.Videz les lignes avec un cycle répété de mise sous vide et de purge à l'argon, en effectuant trois cycles avec le réservoir d'argon ouvert à l'entrée de la cellule de pompage. Ouvrez lentement la vanne d'entrée et celle de sortie de la cellule. Ouvrez prudemment la vanne de sortie du polariseur légèrement afin d'établir un débit d'argon d'environ un litre normal par minute à travers le collecteur, et maintenez ce débit pendant deux minutes.Après avoir fermé le robinet de sortie du polariseur et la connexion d'entrée vers le réservoir d'Argonne, enclenchez le chauffage de la cellule de pompage afin de vaporiser la goutte de rubidium. Ensuite, ouvrez la connexion contenant le mélange gazeux de xénon vers le dispositif du polariseur. Le régulateur du réservoir doit être réglé à environ 3,5&nbsp;bar de pression relative.Activez le laser, puis réglez sa longueur d'onde d'émission à environ 794,8 nanomètres en ajustant la température de consigne du réfrigérant de la diode. Surveillez le profil du laser à l'aide d'un spectromètre optique. Ensuite, allumez le champ magnétique autour de la cellule de pompage : pendant que vous surveillez le profil du laser, la transmission doit augmenter immédiatement, car le champ induit un pompage optique sélectif ; attendez ensuite que toutes les températures se stabilisent.Le polariseur est désormais prêt à l'emploi. Cette animation résume la configuration générale du pompage optique par échange de spin. Le faisceau laser est d'abord augmenté en diamètre par un élargisseur de faisceau primaire, puis traverse un cube diviseur de faisceau polarisant ou PBC ; la rotation de ce cube modifie les intensités relatives des faisceaux ordinaire et extraordinaire, afin d'obtenir la position correspondant à la transmission maximale.L'axe rapide du PBC est aligné avec l'axe de polarisation dominant de la lumière incidente. La polarisation linéaire de la lumière transmise peut être vérifiée à l'aide d'un deuxième PVC utilisé comme analyseur. L'insertion d'une lame quart d'onde convertit la polarisation linéaire en polarisation circulaire.Si son axe rapide est tourné de 45 degrés par rapport à l'axe rapide du premier PBC, l'intensité de la lumière transmise doit désormais être indépendante de la rotation du second cube. En retirant les composants analyseurs et en les remplaçant par un second agrandisseur de faisceau, on obtient le diamètre de faisceau approprié pour éclairer la cellule de pompage.Une goutte de rubidium placée dans cette cellule est partiellement vaporisée. Lorsqu'un chauffage situé à l'extérieur de la cellule est activé, le mélange gazeux de xénon circulant dans le dispositif en sens opposé au faisceau laser répartit cette vapeur dans toute la cellule en l'absence de champ magnétique. Cela provoque une excitation générale D1 des atomes de rubidium et une forte absorption de la lumière laser.L'activation du champ magnétique permet une pompe sélective d'une seule transition entre les sous-niveaux magnétiques désormais définis. Pour préparer une mesure de RMN, insérez un tube à essai contenant de l'eau dans la sonde de RMN. Effectuez le réglage d'accord et d'adaptation d'impédance du circuit de radiofréquence ou RF pour le canal proton et le canal xénon, en utilisant le signal de l'eau.À l’aide de la routine de shim automatique de l’interface utilisateur de l’IRM, remplacez l’échantillon d’eau par le fantôme avec flux de gaz. Connectez le tube de sortie du polariseur à l’entrée du fantôme d’essai avec ses cinq capillaires pour injecter le xénon, et le tube d’évacuation des gaz à la connexion avec le régulateur de débit massique. Assurez-vous que les régulateurs de débit de gaz sont réglés sur fermé, puis ouvrez lentement la vanne de sortie du polariseur afin de pressuriser le fantôme.Régler le débit à environ 0,5 litre normal par minute. Pour démarrer un écoulement continu à travers le fantôme afin de déterminer la durée nécessaire de l'impulsion d'excitation, acquérir une série de signaux de décroissance libre ou signaux FID à l'aide du spectromètre RMN. Utiliser une impulsion brève d'environ 50 % de la puissance maximale admissible pour la sonde, et tester différentes durées d'excitation ; dans ce cas, une impulsion brève avec une atténuation de 10 décibels est utilisée.Saisissez les paramètres de l'expérience tels qu'énumérés dans le protocole écrit accompagnant cette vidéo. Après avoir réduit le débit à 0,1 norme de dirigeants par minute, augmenté le temps de répétition à 15 secondes et laissé les autres paramètres inchangés. Acquérir un jeu de données avec 16 balayages FID pendant que le xénon hyperpolarisé circule à travers l'échantillon.Effectuez la transformation de Fourier et mesurez l'intégrale du pic dans le spectre. Notez la fréquence de résonance du pic du gaz en hertz. Ensuite, faites le vide dans un tube RMN à paroi épaisse équipé d'une vanne pour une pression réduite et remplissez-le avec environ deux bars de pression excédentaire de xénon pur.Évacuez le collecteur de gaz contenant le tube RMN et remplissez environ 0,2 bar d’oxygène pur au-dessus du xénon dans le tube RMN. Remplacez le fantôme à écoulement gazeux précédemment utilisé dans l’aimant RMN par ce tube RMN à basse pression et répétez la même mesure effectuée avec le fantôme à écoulement gazeux. Cela fournira l’intensité de référence du signal RMN pour le xénon (Xon) fortement polarisé thermiquement.Pour réaliser la solution de xénon, préparez tout d'abord un échantillon de Khan à une concentration de 50 à 200 micromolaire, comme indiqué dans le protocole écrit. Prélevez environ 1,5 millilitre de cette solution et remplissez-en le fantôme à écoulement gazeux, en veillant à ce que les cinq capillaires en silice fondue permettent un barbotage suffisant de la solution avec le mélange gazeux de xénon. Après préparation du fantôme dans la sonde RMN, utilisez une acquisition FID avec un délai approprié.Des impulsions de déclenchement provenant du spectromètre permettent d'ouvrir et de fermer les débitmètres massiques. Effectuer 16 ou 32 répétitions avec une largeur spectrale de 40 kilohertz centrée à environ 11 kilohertz vers le baschamp par rapport à la fréquence de résonance du gaz, telle que déterminée précédemment ; la lecture de l'IDF doit durer de 500 à 1000 millisecondes. Transformer par transformée de Fourier l'IDF afin d'obtenir le jeu de spectres.La valeur du déplacement chimique en phase gazeuse, qui correspond au signal le plus à droite par rapport à 0 ppm. Notez la fréquence du signal intense en solution, qui est le signal le plus à gauche, en hertz et en ppm. Notez également le décalage entre ce signal à delta solution et le signal du xénon encapsulé à delta cage.L'animation présentée ici explique l'effet sess. Les cages K Khan agissent comme des hôtes moléculaires permettant de piéger des atomes de xénon, dont la fréquence de résonance change lors de cet événement de liaison. Représentée ici par une transition du bleu au vert, une première acquisition RMN détermine la quantité de xénon non lié en tant que signal de référence.Ensuite, une impulsion de saturation sélective affectant uniquement le xénon piégé détruit son aimantation. Étant donné que la liaison du xénon est un processus réversible, une impulsion longue annule l'aimantation de nombreux atomes, et une deuxième acquisition RMN révèle une diminution significative du signal provenant du xénon libre par rapport au signal de référence. Après avoir préparé l'échantillon RMN comme indiqué dans le protocole écrit, sélectionnez une séquence d'imagerie par écho planar en acquisition simple pour une imagerie rapide.Cette séquence devra peut-être être modifiée afin d'inclure des retards et des impulsions de déclenchement provenant du spectromètre pour ouvrir et fermer. Les débitmètres massiques permettent environ 15 à 20 secondes de barbotage à 0,1 litre normal par minute, suivies d'une pause d'attente de cinq à huit secondes pour que les bulles disparaissent, puis de l'IRM et du revêtement. Régler le noyau de détection sur le xénon 1 29 sur le canal X et la fréquence du récepteur émetteur sur la valeur déterminée pour le signal de la solution.À l'aide de l'outil de calcul des impulsions RF, convertir les paramètres d'impulsion utilisés lors des mesures de spectroscopie en l'excitation employée dans la séquence d'imagerie. Ouvrir le module de préparation CST, un module de transfert de magnétisation modifié pour la préparation du signal, et activer une impulsion pré-SAT en onde continue. Réaliser deux acquisitions en orientation transversale, en réglant la fréquence porteuse de cette impulsion de saturation une fois à delta cage égale à delta solution moins delta oméga, et une seconde fois à delta contrôle égale à delta solution plus delta oméga.À l'aide d'un outil de post-traitement d'image, générez l'image de différence hyper CET en soustrayant l'image avec saturation à la cage delta de celle avec saturation au témoin delta. Le résultat doit mettre en évidence uniquement les zones où l'hôte du xénon était présent.La qualité du processus de pompage optique peut être surveillée en activant et désactivant le champ magnétique autour de la cellule. Selon la puissance du laser et la température de la cellule, une absorption quasi complète est observée lorsque le champ magnétique est désactivé, et une transmission d’environ 30 % se produit lorsque le champ est activé. Pour un système de RMN fonctionnant à 9,4 Tesla.Le gain de signal devrait être d'environ 16 000 fois en comparant le xénon thermiquement polarisé au xénon hyperpolarisé, ce qui correspond à une polarisation de spin d'environ 15 %. Le spectre RMN du xénon 129 de la solution A-D-M-S-O contenant 213 micromolaire d'un hôte moléculaire doit présenter un signal de xénon piégé avec un rapport signal sur bruit d'environ 10 pour 16 acquisitions. Le jeu de données IRM hyperpolarisé montre une intensité de signal complète pour l'image témoin hors résonance et une diminution du signal dans les zones contenant la molécule hôte du xénon. Dans l'image de saturation en résonance, l'image de différence affiche exclusivement les zones ayant répondu à l'impulsion de saturation.Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de veiller à assurer un éclairement laser adéquat de la cellule de pompage. Cette technique peut ouvrir la voie aux chercheurs dans le domaine de l'imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN) afin d'explorer la détection à haute sensibilité d'analytes biochimiques et de solutions-tests, de cultures cellulaires, et potentiellement d'animaux vivants. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière de produire du xon hyperpolarisé pour des expériences de RMN.N'oubliez pas que le travail avec le rubidium peut être extrêmement dangereux et que des précautions, telles que la protection contre l'oxydation non contrôlée, doivent toujours être prises tout au long de cette procédure.

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