Name: Xenon hiperpolarizada para RMN e Aplicações de ressonância magnética (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-09-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 20 s
Description: Aprenda a produzir xenônio hiperpolarizado por bombeamento óptico de troca de spin com vapor de rubídio para ressonância magnética nuclear. Esta técnica permite detecção de alta sensibilidade e especificidade molecular em RMN e ressonância magnética.

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Este projeto de pesquisa recebeu financiamento do Conselho Europeu de Investigação no âmbito do Programa da Comunidade Europeia Quadro (FP7/2007-2013) / subvenção CEI acordo n ° 242710 e foi ainda o apoio do Programa Ciência das Fronteiras Humanas e do Programa de Emmy Noether do Alemão 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>

Não há conflitos de interesse declarados.

Aspectos críticos na preparação de xénon hiperpolarizado são impurezas de oxigénio no colector de gás, incluindo a célula de bombagem e iluminação suficiente da célula com luz polarizada circularmente. O teste de lâmpada de luz acima mencionada é uma maneira simples para detectar concentrações de oxigénio deletérios durante a transferência de rubídio. O metal alcalino pode perder a sua superfície brilhante quando a célula está instalado no polarizador. No entanto, a vaporização suficiente de Rb não oxidado pode ser moni...

Hiperpolarizados agentes estão ganhando cada vez mais atenção por RMN / RM aplicações, uma vez que pode resolver o problema de sensibilidade em certas circunstâncias 2. Três principais abordagens são usados ​​atualmente (polarização nuclear dinâmica, DNP, para-hidrogênio polarização induzida, PHIP e troca de spin bombeamento óptico, Seop) que todas as preparar uma diferença de população aumentada artificialmente rodada fora de um ímã RMN antes da espectroscopia real ou experiência de imagem . Aqui descreve-se a função e operação de uma instalação de Seop que foi optimizada para a produção de 129Xe hiperpolarizado utilizado em experiências de estado de solução. Um componente essencial é uma intensa fonte de luz que emite fótons infravermelhos em 795 nm. Matrizes laser de diodo (LDA) são dispositivos que fornecem convenientes alta potência&gt; W 100 a um custo razoável. Em muitas configurações, o LDA é emissor para uma fibra óptica, que mais ou menos mantém a polarização do the luz laser. Para garantir um processo de Seop suficiente dessa polarização elíptica deve ser convertido em polarização circular de alta pureza. Os principais componentes do sistema óptico de polarização são mostrados nas Figuras 1 e 2 e a configuração do sistema é explicada esquematicamente em filme suplementar 1. Para circularmente polarizar a luz que primeiro fixe a extremidade da fibra óptica para um feixe primário de expansão (por exemplo, um colimador da fibra) para reduzir a densidade de potência. A luz passa através de um divisor de feixe polarizador cubo, a geração de luz polarizada linearmente. Rodando este cubo, podemos determinar o eixo preferencial da polarização remanescente com um medidor de potência. Máximo de transmissão corresponde à situação em que o eixo rápido de o cubo está alinhado com o eixo principal de luz de polarização. Cubos com coeficientes de extinção elevados (100000: 1 ou superior) produzir uma boa separação de componentes de polarização. Isto pode ser testadoutilizando um divisor de cubo segundo feixe como um analisador que é rodado enquanto a primeira está alinhada para a transmissão máxima do feixe de extra-ordinária. Uma vez que a polarização linear da luz transmitida tenha sido confirmada, uma placa de onda λ / 4 concebido para 795 nm introduz-se o feixe de extraordinária para converter linear em polarização circular. Para este efeito, o eixo rápido da placa de onda é girado em 45 ° em relação ao eixo do cubo separador de feixes rápido. (Se desejado, a polarização circular do feixe reflectido comum com o seu eixo perpendicular a polarização linear do feixe de extra-ordinária pode ser conseguida de uma maneira semelhante.) A qualidade da polarização circular pode ser testado com um segundo cubo separador de feixes, que deve produzir transmissão constante durante a rotação. A óptica de feixe secundário de expansão (por exemplo, duas lentes em uma configuração telescópio Galileu), em seguida, aumenta o diâmetro do feixe de completamente illuminate a célula de vidro para o processo de bombeamento dentro de uma caixa de forno. A absorção da luz do laser por Rb vapor na célula é monitorada por meio de um furo de fixação atrás da célula de bombagem na extremidade da caixa: um colimador recolhe um feixe de luz infravermelha atenuado a ser analisado, com um espectrómetro de óptica (ver Figura 3 para o bombeamento de configuração celular ). Um mecanismo de aquecimento para fora da célula de bombagem parcialmente vaporiza uma gotícula Rb sentado no interior da célula (Figura 4-A) e, portanto, faz com que a absorção de luz laser. Densidade do vapor pode ser ajustado por meio do ponto de regulação de aquecimento do controlador PID correspondente. As altas temperaturas (cerca de 190 ° C) são boas para configurações compactas, onde o xenon tem uma quantidade limitada de tempo para construir polarização. A mistura de gás contendo Xe, N2 e ele flui através da célula de bombagem oposta à direcção do feixe laser (Figura 3). Um campo magnético externo alinhada com o feixe de laser que garante thfotões E IR só são bombeando uma transição Rb. Relaxamento dos estados de elétrons é rápido e devem ser não-radiativos para evitar a emissão de fótons com polarização IR &quot;errado&quot;. Aqui, a 2 N entra em jogo na forma de gás de têmpera. Eventualmente, o sistema Rb constrói uma superpopulação de um dos sub-níveis de estado de terra, enquanto o outro é continuamente descarregada pelo laser (Figura 5). Xenon ficando em contacto estreito com os átomos de Rb experimenta interacções spin-spin e a polarização do spin electrónico é transferido para Xe núcleos em flip-flop processos. O gás hiperpolarizado fluir para fora da célula de bombagem contém traços de vapor de Rb que o condensado sobre a parede de tubo dentro de alguns cm de saída, devido à temperatura baixa (semelhante à Figura 4b). As aplicações in vivo, no entanto, exigiria eliminação adicional do de metal alcalino (por exemplo, através de uma câmara de frio), enquanto in vitro experiments pode ser realizada de forma segura com o gás que sai do hiperpolarizadora. Tubagem de Teflon liga a saída polarizador com a entrada de um aparelho de vidro para realizar experiências de RMN em soluções de teste. Os controladores de fluxo de massa são usados ​​para ajustar a quantidade de Xe fluir para a instalação de RMN. Eles são acionados por comandos na seqüência de pulsos de RMN. Depois de verificar o aumento de polarização atingida, o gás pode ser usado como um agente de contraste de RMN / RM em experimentos de estado de solução. Xe tem uma solubilidade em água de certo (4,5 mM / atm) e outros solventes. É, por conseguinte, podem servir já por si só como um agente de contraste para obter a distribuição de alguns líquidos. No entanto, é também possível ligar o núcleo de RMN-activo a certas moléculas, a fim de adquirir molecular informações específicas através do gás de outra forma inerte. Ao proporcionar um hospedeiro molecular para o Xe dissolvido, é possível conferir especificidade molecular para o sinal de RMN de XE. Isto oferece a oportunidade deOs agentes de contraste de design funcionalizadas - também chamado de biossensores - quando a estrutura de um tal hospedeiro é acoplado a uma unidade de direccionamento que se liga a analitos específicos de interesse biomédico (Figura 6). Aumento de sensibilidade adicional é necessária quando o biossensor deve ser detectado em concentrações que são de baixo para os agentes de contraste para RM (&lt;100 | iM). Isto pode ser conseguido por transferência de produtos químicos de saturação de câmbio (CET). Este método detecta a biossensor indirectamente através da destruição da magnetização do Xe enjaulado e observando a alteração de sinais de Xe livre em solução. Uma vez que os núcleos são continuamente substituídos hiperpolarizado, após cerca de 10 ms de transferência de núcleo, muitas 100-1000 a informação para a piscina detectado e amplificar o sinal ca. 10 3 vezes (ver o filme 2).

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários (opcional) </td></tr><tr><td> Lingote 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> 00.472-1EA </td><td></td></tr><tr><td> O 2 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 00.476-1EA </td><td></td></tr><tr><td> Sistema laser </td><td> Lasers QPC / Operações Laser </td><td> Brightlock 50 </td><td></td></tr><tr><td> Sistema de vácuo </td><td> Pfeiffer </td><td> HiCube </td><td></td></tr><tr><td> Termopares </td><td> NewportÓmega </td><td> SA2F-KI-3M </td><td></td></tr><tr><td> Aquecedor de silício </td><td> Newport Omega </td><td> FMA5514 </td><td></td></tr><tr><td> O transdutor de pressão </td><td> Newport Omega </td><td> PR 33X-V-10 </td><td></td></tr><tr><td> Medidor de processo </td><td> Newport Omega </td><td> INFCP-100B </td><td></td></tr><tr><td> Fluxo de controladores de massa </td><td> Newport Omega </td><td> MFC </td><td></td></tr><tr><td> Reguladores PID </td><td> Newport Omega </td><td> CN7800 </td><td></td></tr><tr><td> Software de controle </td><td> Newport Omega </td><td> DasyLab </td><td></td></tr><tr><td> A aquisição de dados </td><td> Newport Omega </td><td> Daqboard 3000 </td><td></td></tr><tr><td> Sensor de vácuo </td><td> Oerlikon </td><td> TTR91 </td><td></td></tr><tr><td> Controlador de vácuo </td><td> Vacom </td><td> MVC-3 </td><td></td></tr><tr><td> Feixe colimador </td><td> Thorlabs </td><td> F810SMA-780 </td><td></td></tr><tr><td> Divisor de feixe de polarização cubo </td><td> Thorlabs </td><td> GL15-B </td><td></td></tr><tr><td> λ placa / 4 onda </td><td> Thorlabs </td><td> WPQ10M-780 </td><td></td></tr><tr><td> Expansão lentes de feixe </td><td> Thorlabs </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Espectrômetro óptico </td><td> Ocean Optics </td><td> HR4000 </td><td></td></tr><tr><td> Fibra ótica </td><td> Ocean Optics </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Tubo de RMN a baixa pressão </td><td> Wilmad </td><td> 513-7LPV-7 </td><td></td></tr><tr><td> Tubo NMR 5 milímetros </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> HX58.1 </td><td></td></tr><tr><td> Bobinas de Helmholtz </td><td> Phywe </td><td> 06960-00 </td><td></td></tr><tr><td> Sili Fusedca capilares </td><td> Polymicro </td><td> TSG 250350 </td><td></td></tr></tbody></table>

xenon hiperpolarizada para rmn e aplicações de ressonância magnética

Hyperpolarized Xenon for NMR and MRI Applications

Ressonância magnética nuclear (RMN) e de imagem (MRI) sofrem de baixa sensibilidade intrínseca, porque mesmo fortes campos magnéticos externos de ~ 10 T gerar apenas uma pequena detectável líquido magnetização da amostra à temperatura ambiente 1. Assim, a maioria das aplicações de RMN e RM se baseiam na detecção de moléculas com uma concentração relativamente alta (por exemplo, água para a imagiologia de tecido biológico) ou requerem tempos de aquisição excessivos. Isto limita a capacidade de explorar a especificidade molecular muito útil de sinais de RMN para muitas aplicações bioquímicos e médicos. No entanto, novas abordagens têm surgido nos últimos anos: Manipulação da espécie de spin detectadas antes da detecção dentro do magneto RMN / RM pode aumentar dramaticamente a magnetização e, portanto, permite a detecção de moléculas com uma concentração muito mais baixa 2. A seguir, apresentamos um processo para a polarização de uma mistura de gás de xénon (Xe 2-5%, 10%N 2, Ele equilíbrio) em uma configuração compacta com um ca. 16.000 vezes o aumento do sinal. Modern lasers de diodo-linha estreitadas permitir polarização 7 e eficiente utilização imediata da mistura de gás, mesmo que o gás nobre não é separado dos outros componentes. O aparelho de Seop é explicado e determinação da polarização do spin alcançado é demonstrada pelo controlo do desempenho do método. O gás hiperpolarizado pode ser usado para imagiologia de espaço vazio, incluindo imagiologia de fluxo de gás ou de estudos de difusão nas interfaces com outros materiais 8,9. Além disso, o sinal de RMN de Xe é extremamente sensível ao seu ambiente molecular 6. Isto permite a opção de utilizar como um agente de contraste de RMN / RM quando dissolvido numa solução aquosa com funcionalizados hospedeiros moleculares que aprisionam o gás temporariamente 10,11. A detecção directa e de alta sensibilidade de detecção indirecta de tais construções é demonstrada tanto em modo de espectroscopia e de imagem. &lt;/ P&gt;

A produção de xénon hiperpolarizado através da troca de spin bombeamento óptico (Seop) é descrita. Este método produz um realce ~ 10000 vezes da polarização do spin nuclear do Xe-129 e tem aplicações em espectroscopia de ressonância magnética nuclear e de imagem. Exemplos de fase gasosa e em solução são as experiências de estado dado.

Xenon hiperpolarizada para RMN e Aplicações de ressonância magnética

A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) e a imagem por ressonância magnética (IRM) sofrem de uma baixa sensibilidade intrínseca, pois mesmo campos magnéticos externos fortes de ~10...

O objetivo geral do experimento a seguir é produzir xenônio hiperpolarizado e realizar medições de RMN e RNM com sensibilidade aumentada. Isso é alcançado utilizando um processo denominado bombeamento óptico por troca de spin com vapor de rubídio para obter alta polarização nuclear do xenônio. Como segundo passo, os sinais de RMN adquiridos são comparados com os de uma amostra de xenônio polarizada termicamente, o que permite a quantificação da polarização obtida.A seguir, são realizados experimentos de espectroscopia e imagem por RMN para demonstrar alta sensibilidade e especificidade molecular. São obtidos resultados que mostram que o xenônio pode ser utilizado como agente de contraste em RMN, tanto na fase gasosa quanto dissolvido em estado de solução, com base em esquemas de detecção inovadores, como o hyper zest. A principal vantagem desta técnica em relação a métodos existentes, como a imagem por RM de prótons, é que o xon pode ser detectado em concentrações muito mais baixas e com alta especificidade para seu ambiente molecular, com a possibilidade de desenvolver agentes de contraste funcionalizados que se ligam a uma molécula-alvo específica.As implicações desta técnica estendem-se ao diagnóstico de diversas doenças. Assim, esta técnica pode fornecer informações sobre imagens de R em fase gasosa. Também pode ser aplicada a experimentos em estado de solução para detecção de certos analitos.De modo geral, as pessoas novas nesta técnica enfrentarão dificuldades porque a documentação detalhada de muitas etapas de preparação não está disponível. Evitar a oxidação do rubídio durante o procedimento de carregamento e durante a operação do hiperpolarizador são etapas críticas neste processo, para manter o rubídio sob uma atmosfera inerte. O procedimento de carregamento é realizado dentro de uma caixa de luvas e o dispositivo de gás hiperpolarizador é mantido sob uma atmosfera protetora de argônio.Para iniciar este protocolo, prepare uma célula de bombeamento óptico em uma caixa de luvas conforme descrito no procedimento escrito. Junto com este vídeo, verifique a presença de oxigênio indesejado na caixa de luvas ligando uma lâmpada com filamento exposto à atmosfera; deve ser seguro manipular o rubídio se nenhuma fumaça proveniente do filamento incandescente for observada. Quebre uma ampola de rubídio e derreta o metal alcalino com um maçarico de calor.Enxugue um pouco de rubídio líquido com uma ponta de pipeta e injete-o na célula de bombeamento antes de remover a célula da caixa de luvas. Conforme instruído no texto, fixe o dispositivo de aquecimento na parte inferior da célula e verifique se o dispositivo de aquecimento, com seu termopar, possui bom contato térmico com ela. Usando um feixe de luz visível para alinhamento, conecte a célula ao conjunto do polarizador, garantindo que ela esteja alinhada com o trajeto do feixe laser que ilumina a célula durante o processo de bombeamento.Finalmente, conecte um termopar à parte superior da célula. Evacue as conexões do tubo até a válvula de entrada e saída da célula de bombeamento. Após atingir uma pressão inferior a 30 vezes 10 elevado a menos três milibar.Esvazie as linhas com repetidas evacuações e purgações de argônio, repetindo o processo três vezes com o tanque de argônio aberto para a entrada da célula de bombeamento. Abra lentamente a válvula de entrada e saída da célula. Abra cuidadosamente a válvula de saída do polarizador um pouco para estabelecer um fluxo de argônio de aproximadamente um litro padrão por minuto através do manifold, e mantenha esse fluxo por dois minutos.Após fechar a válvula de saída do polarizador e a conexão de entrada com o tanque da Argonne, ligue o aquecedor da célula de bombeamento para vaporizar a gota de rubídio. Em seguida, abra a conexão da mistura de gás xenônio no conjunto do polarizador. O regulador do tanque deve ser ajustado para aproximadamente 3,5 bar acima da pressão atmosférica.Ligue o laser e, em seguida, ajuste o comprimento de onda emitido para cerca de 794,8 nanômetros, regulando a temperatura definida do refrigerante do diodo. Monitore o perfil do laser por meio de um espectrômetro óptico. Ligue o campo magnético ao redor da célula de bombeamento enquanto monitora o perfil do laser; a transmissão deve aumentar imediatamente, pois o campo provoca bombeamento óptico seletivo; aguarde até que todas as temperaturas se estabilizem.O polarizador está agora pronto para uso. Esta animação resume a configuração geral para bombeamento óptico por troca de spin. O feixe de laser é inicialmente aumentado em diâmetro por um expansor de feixe primário e passa através de um cubo divisor de feixe polarizante ou PBC; a rotação deste cubo altera as intensidades relativas dos feixes ordinário e extraordinário para a posição com transmissão máxima.O eixo rápido do PBC é alinhado com o eixo de polarização dominante da luz incidente. A polarização linear da luz transmitida pode ser testada usando um segundo PVC como analisador. A inserção de uma placa de onda quarta converte a polarização linear em polarização circular.Se seu eixo rápido estiver girado 45 graus em relação ao eixo rápido do primeiro PBC, a intensidade da luz transmitida deverá agora ser independente da rotação do segundo cubo. Removendo os componentes analisadores e substituindo-os por um expansor de feixe secundário, obtém-se o diâmetro de feixe adequado para iluminar a célula de bombeamento.Uma gota de rubídio colocada nesta célula é parcialmente vaporizada. Quando um aquecedor externo à célula é ligado, a mistura de gás xenônio que flui através do sistema em direção oposta ao feixe laser distribui esse vapor por toda a célula sem a presença de um campo magnético. Isso provoca a excitação geral na linha D1 dos átomos de rubídio e uma forte absorção da luz do laser.Ativar o campo magnético permite o bombeamento seletivo de apenas uma transição entre os subníveis magnéticos agora definidos. Para preparar uma medida de RMN, insira um tubo de ensaio com água na cabeça da sonda de RMN. Realize o ajuste e casamento do circuito de radiofrequência ou circuito RF para o canal do próton e do xenônio, utilizando o sinal da água.Com a rotina automatizada de shim da interface do usuário de RM, substitua a amostra de água pelo fantoma de fluxo de gás. Conecte o tubo de saída do polarizador à entrada do fantoma de teste com suas cinco capilares para injetar o xenônio e o tubo de ventilação de gás à conexão com o controlador de fluxo de massa. Certifique-se de que os controladores de fluxo de gás estejam definidos para fechar e abra lentamente a válvula de saída do polarizador para pressurizar o fantoma.Defina a vazão em cerca de 0,5 litros padrão por minuto. Para iniciar um fluxo contínuo através do fantoma e determinar o comprimento necessário do pulso de excitação, adquira uma série de sinais de decaimento por indução livre ou FID com o espectrômetro de RMN. Utilize um pulso duro com aproximadamente 50% da potência máxima nominal da sonda e diferentes comprimentos de excitação; neste caso, utiliza-se um pulso duro com atenuação de 10 decibéis.Insira os parâmetros do experimento conforme listado no protocolo escrito que acompanha este vídeo. Após reduzir o fluxo para 0,1 litros padrão por minuto, aumente o tempo de repetição para 15 segundos e mantenha os demais parâmetros inalterados. Adquira um conjunto de dados com 16 varreduras FID enquanto o xenônio hiperpolarizado estiver fluindo através da amostra.Realize a transformação de Fourier e meça a integral do pico no espectro. Anote a frequência de ressonância do pico do gás em hertz. Em seguida, evacue um tubo de RMN de parede grossa equipado com uma válvula para pressão reduzida e preencha-o com cerca de dois bar de pressão acima da atmosférica de xenônio puro.Esvazie o coletor de gás que contém o tubo de RMN e adicione aproximadamente 0,2 bar de oxigênio puro sobre o xenônio no interior do tubo de RMN. Substitua o fantasma de fluxo de gás previamente utilizado no ímã de RMN por este tubo de RMN de baixa pressão e repita a mesma medição realizada com o fantasma de fluxo de gás. Isso fornecerá a intensidade de sinal de RMN de referência para Xon altamente concentrado e termicamente polarizado.Para realizar a solução de xenônio, a espectroscopia de estado, primeiro prepare uma amostra de 50 a 200 micromolar de Khan conforme discutido no protocolo escrito. Tome aproximadamente 1,5 mililitro dessa solução e preencha o fantoma de fluxo de gás, garantindo que as cinco capilares de sílica fundida permitam uma borbulhamento suficiente da solução com a mistura de gás xenônio. Após o preparo do fantoma no detector de RMN, utilize uma aquisição FID com atraso apropriado.Pulsos de gatilho do espectrômetro para abrir e fechar os controladores de fluxo de massa. Realize 16 ou 32 repetições com largura espectral de 40 quilohertz centrada em torno de 11 quilohertz abaixo da frequência de ressonância do gás, conforme determinado anteriormente; a leitura do FID deve ser de 500 a 1000 milissegundos. Transforme o FID por meio da transformada de Fourier para obter o conjunto de espectros.O valor do deslocamento químico para a fase gasosa, que é o sinal mais à direita em relação a zero PPM. Anote a frequência do sinal intenso da solução, que é o sinal mais à esquerda, em Hertz e PPM. Observe também a diferença entre esse sinal em delta solução e o sinal do xenônio encapsulado em delta cage.A animação mostrada aqui explica o efeito sess. K Khan cages atuam como hospedeiros moleculares para aprisionar átomos de xenônio, os quais alteram sua frequência de ressonância durante esse evento de ligação. Representado aqui como uma transição do azul para o verde, uma primeira aquisição de RMN determina a quantidade de xenônio não ligado como um sinal de referência.Em seguida, um pulso de saturação seletivo que afeta apenas o xenônio preso destrói sua magnetização. Como a ligação do xenônio é um processo reversível, um pulso longo anula a magnetização de muitos átomos, e uma segunda aquisição de RMN revela uma diminuição significativa do sinal proveniente do xenônio livre em comparação com o sinal de referência. Após o preparo da amostra de RMN conforme discutido no protocolo escrito, selecione uma sequência de imagem por eco planar de disparo único para obtenção rápida de imagens.Essa sequência pode precisar ser modificada para incluir atrasos e pulsos de gatilho do espectrômetro para abrir e fechar. Os controladores de fluxo mássico permitem aproximadamente de 15 a 20 segundos de borbulhamento com 0,1 litro padrão por minuto e posterior atraso de espera de cinco a oito segundos para que as bolhas desapareçam, seguido por RMI e revestimento. Defina o núcleo de detecção para xenônio 1 29 no canal X e a frequência do transmissor observador para o valor determinado para o sinal da solução.Utilizando a ferramenta de cálculo de pulso RF, converta os parâmetros de pulso usados nas medições de espectroscopia na excitação utilizada na sequência de imageamento. Abra o módulo de preparação CST, um módulo modificado de transferência de magnetização para preparação do sinal e ative um pulso pre-SAT de onda contínua. Realize dois escaneamentos em orientação transversal, com a frequência portadora deste pulso de saturação definida uma vez como delta cage igual a delta solução menos delta ômega e outra vez como delta controle igual a delta solução mais delta ômega.Utilizando uma ferramenta de pós-processamento de imagens. Gere a imagem de diferença hyper CET subtraindo a imagem com saturação na gaiola delta daquela com saturação no controle delta. O resultado deve destacar apenas as áreas onde o hospedeiro de xenônio estava presente.A qualidade do processo de bombeamento óptico pode ser monitorada ligando e desligando o campo magnético ao redor da célula. Dependendo da potência do laser e da temperatura da célula, observa-se absorção quase completa com o campo magnético desligado e ocorre aproximadamente 30% de transmissão com o campo ligado. Para um sistema de RMN operando a 9,4 Tesla.O aumento do sinal deve ser de aproximadamente 16.000 vezes ao comparar o xenônio termicamente polarizado com o xenônio hiperpolarizado, o que corresponde a uma polarização de spin de cerca de 15%. O espectro de RMN de 129Xe da solução de A-D-M-S-O contendo 213 micromolares de um hospedeiro molecular deve exibir um sinal de xenônio aprisionado com uma relação sinal-ruído de aproximadamente 10 para 16 aquisições. O conjunto de dados de MRI hyperCEST mostra intensidade de sinal completa na imagem controle fora da ressonância e redução do sinal nas áreas contendo a molécula hospedeira de xenônio. Na imagem de saturação em ressonância, a imagem de diferença exibe exclusivamente as áreas que responderam ao pulso de saturação.Ao realizar este procedimento, é importante lembrar-se de garantir uma iluminação a laser adequada da célula de bombeamento. Esta técnica pode abrir caminho para pesquisadores na área de imagem por RMN explorarem a detecção de alta sensibilidade de analitos bioquímicos e soluções-teste, culturas celulares e potencialmente animais vivos. Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como produzir xon hiperpolarizado para experimentos de RMN.Não se esqueça de que trabalhar com rubídio pode ser extremamente perigoso e precauções, como proteção contra oxidação descontrolada, devem sempre ser tomadas durante este procedimento.

hyperpolarized-xenon-for-nmr-and-mri-applications

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JoVE Journal

Engineering

Engenharia

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