Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

Måling af spin-Lattice afslapning magnetisk felt afhængighed af Hyperpolariseret [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 præsenterer en protokol til at måle den magnetiske felt afhængighed af spin-gitter afslapningstid på 13C-beriget forbindelser, hyperpolariseret ved hjælp af dynamisk nuklear polarisering, ved hjælp af hurtig felt-cyklet relaxometri. Konkret har vi demonstreret dette med [1-13C] pyruvat, men protokollen kunne udvides til andre hyperpolariserede substrater.

Abstract

Den grundlæggende grænse for in vivo -billedbehandlings anvendelser af hyperpolariserede 13C-berigede forbindelser er deres begrænsede spin-Lattice-afslapnings tider. Forskellige faktorer påvirker afslapnings raterne, såsom buffer sammensætning, opløsning pH, temperatur og magnetfelt. I denne sidste betragtning, kan spin-gitter afslapning tid måles på kliniske Feltstyrker, men på lavere områder, hvor disse forbindelser er dispenseret fra polarisator og transporteres til MRI, afslapning er endnu hurtigere og vanskeligt at måle. For at have en bedre forståelse af mængden af magnetisering tabt under transport, vi brugte hurtig felt-cykling relaxometri, med magnetisk resonans påvisning af 13C kerner på ~ 0,75 T, at måle den nukleare magnetisk resonans dispersion af spin-Lattice afslapning tid af hyperpolariseret [1-13C] pyruvat. Opløsning dynamisk nuklear polarisering blev anvendt til fremstilling af hyperpolariserede prøver af pyruvat i en koncentration på 80 mmol/L og fysiologisk pH (~ 7,8). Disse løsninger blev hurtigt overført til en hurtig Mark-cykling relaxometer, således at lempelse af prøven magnetisering kunne måles som en funktion af tid ved hjælp af en kalibreret lille flip vinkel (3 °-5 °). At kort T1 dispersion af C-1 af pyruvat, vi indspillede data for forskellige afslapnings felter spænder mellem 0,237 MT og 0,705 T. Med disse oplysninger fastsatte vi en empirisk ligning for at estimere spin-Lattice-lempelsen af det hyperpolariserede substrat inden for det nævnte område af magnetfelter. Disse resultater kan bruges til at forudsige mængden af magnetisering tabt under transport og til at forbedre eksperimentelle designs for at minimere signaltab.

Introduction

Magnetisk resonans spektroskopisk billeddannelse (MRSI) kan producere rumlige kort over metabolitter, der påvises ved spektroskopisk billeddannelse, men dets praktiske anvendelse er ofte begrænset af dets relativt lave følsomhed. Denne lave følsomhed af in vivo magnetisk resonans billeddannelse og spektroskopi metoder stammer fra den lille grad af nuklear magnetisering opnåelige ved krops temperaturer og rimelige magnetiske Feltstyrker. Denne begrænsning kan dog overvindes ved brug af dynamisk nuklear polarisering (DNP) for i høj grad at forbedre in vitro-magnetisering af flydende substrater, som efterfølgende injiceres i vivo metabolisme ved hjælp af mrsi1,2 , 3 , 4. DNP er i stand til at øge magnetisering af de fleste kerner med ikke-nul nukleare spin og er blevet brugt til at øge in vivo mrsi følsomhed af 13C-beriget forbindelser såsom pyruvat5,6, bicarbonat 7,8, fumarat9, laktat10, Glutamin11, og andre med mere end fire ordrer af størrelsesorden12. Dets anvendelser omfatter billeddannelse af vaskulær sygdom13,14,15, organ perfusion13,16,17,18, kræft detektion1,19,20,21,22, tumor iscenesættelse23,24, og kvantificering af terapeutisk respons2 , 6 , 23 , 24 , 25 , 26.

Langsom spin-Lattice afslapning er afgørende for in vivo detektion med MRSI. Spin-Lattice afslapning gange (T1s) på rækkefølgen af snesevis af sekunder er muligt for kerner med lav gyromagnetiske nøgletal inden for små molekyler i opløsning. Flere fysiske faktorer påvirker overførslen af energi mellem en nuklear spin overgang og dets miljø (gitter), der fører til afslapning, herunder magnetfelt styrke, temperatur og molekylær konstellation27. Dipolære afslapning er reduceret i molekyler for kulstof positioner uden protoner direkte knyttet, og deuteration af opløsnings medier kan yderligere reducere intermolekylære dipolære afslapning. Desværre, er opløsningsmidler har begrænsede evner til at udvide in vivo afslapning. Øget afslapning af karbonyler eller carboxylsyrer (såsom pyruvat) kan forekomme ved høje magnetiske Feltstyrker på grund af kemisk Skift Anisotropy. Tilstedeværelsen af Paramagnetiske urenheder fra væskebanen under opløsning efter polarisering kan forårsage hurtig afslapning og skal undgås eller elimineres ved hjælp af chelatorer.

Meget lidt data findes til afslapning af 13C-holdige forbindelser på lave Marker, hvor spin-Lattice afslapning kunne være betydeligt hurtigere. Det er dog vigtigt at måle T1 ved lave felter for at forstå afslapning under forberedelsen af den agens, der anvendes til in vivo-billeddannelse, da de hyperpolariserede kontrastmidler sædvanligvis udleveres fra DNP-apparatet i nærheden af eller ved jordens Feltet. Yderligere fysiske faktorer såsom 13C-beriget substratkoncentration, opløsning pH, buffere og temperatur påvirker også afslapning, og derfor har en effekt på formuleringen af agenten. Alle disse faktorer er afgørende for fastlæggelsen af nøgleparametre i optimering af DNP-opløsnings processen og beregning af omfanget af signaltab, der opstår ved transport af prøven fra DNP-apparatet til billed magneten.

Nukleare magnetisk resonans dispersion (NMRD) målinger, dvs T1 målinger, som en funktion af magnetfelt er typisk erhvervet ved hjælp af en NMR Spectrometer. For at opnå disse målinger kan der anvendes en fjerningsmetode, hvor prøven først føres ud af spektrometeret for at slappe af på et hvilket som helst område, som bestemmes af dens position i magnetfeltet på magneten28,29,30 og derefter hurtigt overføres tilbage til NMR magnet til at måle sin resterende magnetisering. Ved at gentage denne proces på samme sted i magnetfeltet, men med stigende perioder med afslapning, kan der opnås en afslapnings kurve, som derefter kan analyseres for at anslå T1.

Vi bruger en alternativ teknik kendt som hurtig Field-cykling relaxometry31,32,33 at erhverve vores nmrd data. Vi har ændret en kommerciel Mark-cykling relaxometer (Se tabel over materialer), for T1 målinger af opløsninger, der indeholder hyperpolariseret 13C kerner. Sammenlignet med shuttle metode, felt-cykling gør det muligt for denne relaxometer til systematisk at erhverve NMRD data over en mindre række magnetiske felter (0,25 mT til 1 T). Dette opnås ved hurtigt at ændre selve magnetfeltet, ikke prøve placeringen i magnetfeltet. Derfor kan en prøve være magnetiseret ved en høj feltstyrke, "afslappet" på et lavere feltstyrke, og derefter måles ved erhvervelse af en gratis-induktion-forfald på et fast felt (og Larmor frekvens) for at maksimere signalet. Det betyder, at prøvetemperaturen kan styres under målingen, og NMR-sonden behøver ikke at justeres ved hvert afslapnings felt for at fremme automatisk erhvervelse over hele magnetfelt området.

Fokusering vores indsats på virkningerne af dispensering og transport af hyperpolarized løsninger på lave magnetiske felter, dette arbejde præsenterer en detaljeret metode til at måle spin-gitter afslapning tid af hyperpolariseret 13C-pyruvat ved hjælp af hurtig felt-cykling relaxometri for magnetiske felter i intervallet 0,237 mT til 0,705 T. De vigtigste resultater af brugen af denne metode er tidligere blevet præsenteret for [1-13c] pyruvat34 og 13c-beriget natrium og cæsium bicarbonat35 , hvor andre faktorer såsom radikal koncentration og opløsnings-ph har også blevet undersøgt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. forberedelse af prøver

Bemærk: trin 1.1-1.8 udføres kun én gang

  1. Der forberedes 1 ml lager 13C-beriget pyrodruesyre opløsning, som i vid udstrækning anvendes til in vivo -forskning1,2,5,6, bestående af 15-mmol/L triarylmethylradikal opløst i [1- 13 C] pyrodruesyre (Se tabel over materialer). Aliquoter fra denne stamopløsning vil blive anvendt til de prøver, der vil blive individuelt polariseret og efterfølgende gennemgå relaxometri ved forskellige magnetfelter. En gengivelse af [1-13C] pyrodruesyre molekyle er vist i figur 1.
  2. På den dynamiske nukleare polarisator software interface (Se tabel over materialer), skal du klikke på cooldown knappen for at sænke temperaturen af variabel temperatur INSERT (VTi) til 1,4 K.
  3. Når DNP har nået den ønskede temperatur, skal du læsse 10 μL af stamopløsningen i et prøve bæger, åbne tårnets døre og sætte koppen i VTI ved hjælp af en indsættelses stav, der er specielt designet til denne opgave.
  4. Derefter kan du hurtigt udtrække staven og sørge for, at koppen frigives. Luk derefter tårnets døre, og Fortsæt med følgende trin, mens temperaturen i VTI går tilbage til 1,4 K.
  5. Forbered DNP til at køre en mikrobølge Sweep for at finde den optimale RF-frekvens for hyperpolarisering af stamopløsningen.
    1. På den computer, som styrer spektrometer (en del af DNP-systemet), etableres kommunikationen mellem spektrometeret og DNP-styringssoftwaren ved at dobbeltklikke på HyperTerminal-ikonet, som tidligere er konfigureret med den relevante serielle kommunikation Parametre.
    2. Når kommunikationen er etableret, lancere RINMR software, type i sin kommandolinje . HYPERSENSENMR, og tryk derefter på Enter.
    3. Efter dette, vil et nyt vindue blive vist på skærmen, og på det skrive nummer et (1) i konfigurations nummer feltet. Klik derefter på knappen Vælg konfiguration .
    4. Klik på knappen gør mikrobølge feje. Et lille vindue med en faldende tæller af sekunder vil blive lanceret indikerer, at spektrometer er klar, og det vil være venter på periodiske udløser signaler, der kommer fra DNP Control software, at prøve polarisering.
    5. På DNP Control software, Vælg fanen Kalibrer , og klik på knappen Generer .
    6. Brug vinduet kalibrerings opsætning til at indtaste følgende oplysninger: Start frekvens = 94,117 GHz, frekvens = 94,137 GHz, trin størrelse = 1 MHz, trin varighed = 300 s, effekt = 50 mW, flydende helium niveau = 65% og temperatur = 1,4 K.
    7. Klik på knappen Generer, som vil lukke Setup vinduet og vende tilbage til kalibrere fane, der vil vise antallet af trin og den tid, der kræves for at udføre den ønskede mikrobølge feje.
    8. Når den ønskede VTI temperatur er opnået, skal du klikke på knappen Aktivér og derefter begynde at initialisere mikrobølge feje processen.
  6. I slutningen af mikrobølge fejeren, genvinde prøven og registrere den optimale frekvens, hvor den maksimale polarisering er opnået. Denne optimale frekvens defineres som den polariserings frekvens, der giver den maksimale polarisering som vist i figur 2. Denne frekvens vil blive anvendt til hyperpolarisering af alle de aliquoter, der opnås fra den specifikke stamopløsning af pyrodruesyre.
  7. Klargør 250 mL Stam opløsningsmiddel ved hjælp af en opløsning på 40-mmol/L Tris base, 50 mmol/L natriumchlorid og 80-mmol/L natriumhydroxid i afioniseret vand. Tilsæt ethylenediaminetetraeddikesyre (EDTA) i en koncentration på 100 mg/L for at eller beslaglæggelse enhver metalionkontamination. På samme måde som pyrodruesyre stamopløsningen vil dette opløsningsmedium blive brugt til alle de forskellige prøver, der vil blive polariseret. Se tabellen over materialer for mere specifikke oplysninger om de anvendte kemikalier.
  8. Forbered også 500 mL rengøringsopløsning bestående af 100 mg/L EDTA opløst i deioniseret vand. Ca. 10 mL af denne rengøringsopløsning anvendes efter hver polarisering til at rense DNP-opløsnings stien.
    Bemærk: trin 1.9-1.27 udføres for hver enkelt prøve.
  9. Afkøl DNP-apparatet til 1,4 K ved fremstilling af hyperpolariserende en [1-13C] pyrodruesyre prøve ved at trykke på cooldown -knappen i DNP-hovedvinduet.
  10. Hvis den software, der bruges til spektrometer, allerede er aktiv med Configuration 1 valgt, skal du fortsætte med følgende trin. Ellers skal du udføre trin 1.5.1 til 1.5.3 og derefter fortsætte med følgende trin.
  11. Når du har kontrolleret, at Configuration 1 er valgt i det vindue, der styrer DNP-spektrometer, klikker du på knappen solid build up .
  12. Indtast filnavnet SSBuilupXXX, hvor "XXX" er et tal i sekvensen af filer gemt med build-up data. Dette nummer forøges automatisk af softwaren. Klik derefter på OK. På samme måde som mikrobølge feje etuiet vil der blive lanceret et lille vindue med en nedadgående tæller på sekunder, som indikerer, at spektrometeret er klar, og det vil vente på periodiske udløser signaler, der kommer fra DNP-kontrol softwaren, for at prøve polariseringen .
  13. Ved hjælp af pyrodruesyre-OX063 stamopløsning tilberedt i trin 1,1, afvejes 30 mg i en prøve kop.
  14. Når den ønskede VTI-temperatur er opnået (1,4 K) Klik på Indsæt eksempel, vælg derefter normal prøve , og klik derefter på næste. Efter de sikkerhedsforanstaltninger, der vises på skærmen, skal du indsætte koppen i det kolde DNP-apparat ved hjælp af en lang stav, der er specielt designet til denne opgave.
  15. Når koppen er indsat, staven fjernet, og DNP dørene lukket, klik på næste og derefter finish. På det tidspunkt sænker hyperpolarizer-systemet prøve koppen til det bestrålings kammer, der er delvist fyldt (65%) med flydende helium.
  16. Vent, indtil temperaturen er vendt tilbage til 1.4 K, og klik derefter på prøve knappen Polarize .
  17. I det nye pop op-vindue skal du indstille frekvens værdien til den, der blev opnået fra mikrobølge fejeren i trin 1,6. I samme vindue, også indstille strømmen til 50 mW og Prøvetagningstiden til 300 s. Klik på næste, skal du markere Aktivér opbygning af overvågning boks, og klik derefter på finish.
    Bemærk: når polariseringen er startet, genererer DNP Control-softwaren udløser signaler hver 300 s for at instruere spektrometer til at prøve polariseringen ved hjælp af en lille spids vinkel. På den måde tilføjer spektrometer softwaren et prøvepunkt til en solid-state magnetiserings kurve, der nu vises i både spektrometer softwaren og i DNP-kontrol softwaren under fanen Polariserings opbygning. Efter 4. prøve og hver prøve efter det, passer spektrometer softwaren kurven til en eksponentiel vækst funktion af formen:

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

    hvor A er polariserings amplitude, i vilkårlige enheder, t er Prøvetagningstiden, tp er polariserings tiden konstant (begge i sekunder), og y0 er en forskydning. Baseret på de monterede parametre, softwaren beregner også den procentvise polarisering opnået op til dette tidspunkt, som også vises i DNP s Polariserings status fane.
  18. Polariserer indtil opbygningen af solid-state magnetiseringen når mindst 95% af maksimum (ca. en time).
  19. Mens prøven er polariserende, forberede fast-Field-cykling Relaxometer som forklaret i punkt 2 nedenfor.
  20. Når den ønskede polarisering er opnået, skal du klikke på Kør opløsning og under metode, Vælg pyrodruesyre test. Klik derefter på næste.
  21. Ved at følge instruktionerne på skærmen skal du åbne DNP-tårn-dørene og indlæse opvarmnings-og trykkammeret øverst på apparatet med ~ 4,55 ml af opløsnings mediet, der er fremstillet i punkt 1,5, for at producere en koncentration på 80 mmol/L pyruvat ved opløsning ved en pH-værdi på ~ 7,75 og en temperatur på ~ 37 °C.
  22. Placer inddrive Wand i den rigtige position, lukke tårnet døre, og ved computeren Klik på næste og derefter på finish. På det tidspunkt opløsnings mediet vil blive overophedet, indtil trykket når 10 bar.
  23. Når trykket på 10 bar er nået, løftes det frosne og hyperpolariserede pyruvat automatisk fra det flydende helium bad, blandes hurtigt og optøes med det over ophedede opløsnings medie og skubbes gennem et kapillar slange ind i en pæreformet kolbe. Mens den hyperpolariserede pyruvat/opløsnings medie blanding skubbes ud, hvirvles kolben konstant for at sikre en homogen blanding.
  24. Når hele blandingen er blevet skubbet ud, skal du hurtigt trække 1,1 mL af væsken ind i en sprøjte, overføre den til en præ-opvarmet (37 °C) 10 mm diameter NMR tube, og hurtigt transportere til marken-cykling relaxometer (Se trin 2.2.12).
  25. Den resterende del af hver pyruvatopløsning dispenseres til et 0,55-T stationære NMR-spektrometer (Se tabel over materialer) for at kontrollere eventuelle systematiske eksperimentelle virkninger.
  26. Rengør straks DNP-væskebanen ved hjælp af et rent opløsningsmedium efterfulgt af ethanol. Blæse helium gas gennem væske vejen for at fjerne resterende rensevæsker og rense vej af ilt. Rengør alle glasvarer.
  27. Efter hver måling registreres pH-værdien af prøver fra både bænk topspektrometer og felt-cykelrelaxometer.
    Bemærk: hver T1 -måling er en separat hyperpolariseret opløsning fra DNP-apparatet, så der er behov for omhu for at sikre reproducerbarhed af prøve sammensætningen måling til måling. Dette opnås ved vejning af alle agenter og opløsningsmidler med en præcision på 0,1 mg for at sikre nøjagtig og reproducerbar forberedelse af de endelige hyperpolariserede opløsninger.

2. relaxometri

Bemærk venligst se tabel 1 for en bedre forståelse af udvælgelsen og anvendelsen af de forskellige parametre, der er beskrevet i de følgende trin. Forud for opløsningen skal relaxometer flip vinkel beregnes og relaxometer skal være setup og klar til måling af den hyperpolariserede opløsning (se nedenfor).

  1. Spejlvend-vinkel kalibrering
    1. Der fremstilles 1 mL pæn [1-13c] pyrodruesyre i et NMR-rør, og der tilsættes et gadolinium-kontrastmiddel for at reducere T1 af 13c-kerner til en værdi af mindre end 200 MS, men mere end 50 MS.
    2. Forsegl NMR-røret, så det kan bruges flere gange som en kalibreringsstandard.
    3. Ved hjælp af dybdemåleren af relaxometer, indstille dybden af indsættelse af NMR tube til den rette højde for at sikre, at prøven vil blive placeret i midten af relaxometer RF spole.
    4. Marker indsætnings dybden for den 13C pyruvat-kalibreringsstandard med tape for at sikre repeterbarhed.
    5. Placer dybde proppen på NMR-røret på den position, som er angivet med tapen, og indsæt denne kalibreringsstandard i boringen af området med cykel relaxometer. Brug en vægt til at holde NMR tube i position.
    6. Åbn instrument luftventilen, og fra relaxometer frontpanelet indstilles temperaturregulatoren til 37 °C. , Der bevarer prøvens temperatur ved 37 °C (± 0,5 °C) ved hjælp af opvarmet luft under forsøget.
    7. Opsæt felt-cykling relaxometer hardware til at erhverve 13C kerner signaler. Det omfatter installation og energigivende den eksterne shim Coil (Se tabel over materialer), tuning og matchende RF spole til 8 MHz (~ 0,75 T for 13C kerner), og ved hjælp af passende λ/4 kabel.
    8. Udfør følgende trin i apparatets software:
      1. Vælg den primære par -fane
      2. Klik på cellen ud for etiket eksperimentet , og rul ned i pop op-vinduet for at vælge puls sekvensen "13CANGLE. FFC ".
      3. Angiv følgende anskaffelses parametre: RFA = 5; SWT = 0,005, RD = 0,5, BPOL = 30 MHz, TPOL = 0,5.
      4. Vælg fanen ACQ. par , og vælg derefter den grundlæggende under fane.
      5. Klik på cellen ud for etiket kernen , og rul ned i pop op-vinduet for at vælge 13c.
      6. Angiv derefter følgende parametre: SF = 8 MHz, SW = 1000000, BS = 652, FLTR = 100000, MS = 32.
      7. Vælg under fanen conf .
      8. Angiv følgende parametre: RINH = 25, ACQD = 25.
      9. Vælg under fanen Ndim
      10. Indstil NBLK = 32, BINI = 2, BEND = 62.
      11. Vælg fanen evaluering og derefter under fanen parametre .
      12. Angiv følgende parametre: EWIP = 10, EWEP = 128, EWIB = 1, EWEB = 32.
      13. Klik derefter på ikonet Start anskaffelse for at køre puls sekvensen.
    9. Når købet er færdigt, skal du gemme dataene, vælge ikonet for evaluerings dialogboksen og vælge WAM-vindue i menuen analyse : absolut størrelsesorden. Vælg derefter rapportark, grafer og Eksporter fil og endelig Klik på Udfør.
    10. I rapportvinduet finde RF pulsbredde, der giver den maksimale amplitude og finjustere værdien ved hjælp af markøren i den viste graf, som svarer til de parceller vist i nederste række af figur 3. Denne pulsbredde vil blive brugt til parameter PW90 af følgende eksperimenter.
    11. Klik på F1 -ikonet for at justere frekvens skiftet i relaxometer.
      Bemærk: WAM-vindue: absolut størrelses orden er en procedure til at integrere størrelsen af en enkelt eller en sekvens af gratis-induktions henfalds opkøb (fid'er) fra det punkt, der er defineret af ewip , til det punkt, som er specificeret af ewep , og fra blokken defineret af Ewib til den blok, der er angivet af eweb.
  2. T1-målinger
    1. Sørg for, at den eksterne shim Coil er installeret og energibesparende.
    2. I instrumentet software udføre følgende trin:
      1. Vælg den primære par -fane
      2. Klik på cellen ud for etiket eksperimentet , og rul ned i pop op-vinduet for at vælge puls sekvensen Hpub/S, som vises i figur 4.
      3. Angiv følgende anskaffelses parametre: RFA = 25, T1MX = værdier mellem 3 og 5; SWT = 0,2, RD = 0, BRLX = ønsket afslapnings felt i MHz (proton Larmor frekvens).
      4. Vælg fanen ACQ. par , og vælg derefter den grundlæggende under fane.
      5. Klik på cellen ud for etiket kernen , og rul ned i pop op-vinduet for at vælge 13c.
      6. Angiv derefter følgende parametre: SF = 8 MHz, SW = 1000000, BS = 652, FLTR = 50000.
      7. Vælg under fanen conf .
      8. Angiv følgende parametre: PW90 lig med den værdi, der blev fundet i trin 2.1.10, RINH = 25, ACQD = 25.
      9. Vælg puls -under fanen og Indstil PW = 5.
      10. Vælg under fanen Ndim , og Angiv NBLK = 100.
      11. Vent og gør dig klar til at modtage den hyperpolariserede løsning for at starte dataindsamlingen.
      12. Umiddelbart før indsættelse af prøven i relaxometer, manuelt starte pulssekvens fra konsollen, for at undgå at indsætte prøven i en null magnetfelt. Af denne grund, det er vigtigt at ignorere den første frie induktion forfald (FID) under dataanalyse.
      13. Når købet er færdig, skal du gemme dataene ved at klikke på knappen Gem .
    3. Ved hjælp af analyse software, integrere størrelsen af hvert FID signal til at producere en dataserie består af prøve magnetisering som en funktion af tid.
    4. Uddrag spin-Lattice afslapningstid fra en tre-parameter eksponentiel model ved hjælp af en standard ikke-lineær mindste kvadrater montering algoritme implementeret i en kommerciel analytisk software (Se tabel over materialer) under forudsætning af selv vægtning for alle data:
      Equation 1
      hvor A er den indledende signal amplitude (y-skæring), t1 er spin-Lattice afslapningstid, tR er gentagelsen tid, som er en kendt værdi, y0 er signalet offset, og cos(n-1)(α) er en korrektion for tab af langsgående magnetisering ved nth måling for en flip vinkel, α.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 2 præsenterer et eksempel på en full-range mikrobølge feje med høj opløsning til pyrodruesyre. For den præsenterede sag, at optimal mikrobølgefrekvens svarer til 94,128 GHz, fremhævet i figuren Indsæt. Vores DNP-system kan normalt arbejde i intervallet 93,750 GHz til 94,241 GHz med trin størrelse på 1 MHz, polariserings tidspunkt på op til 600 s og effekt på op til 100 mW. Et komplet spektrum af frekvenser undersøges kun for nye substrater. Men baseret på tidligere erfaringer med 13C-pyrodruesyre, forventer vi den optimale frekvens til at være omkring 94,127 GHz. Derfor bruges der typisk et scanningsområde mellem 94,117 GHz til 94,137 GHz med en trin størrelse på 1 MHz og en prøvetid på 300 s med 50 mW strøm.

Den venstre kolonne i figur 3 præsenterer resultaterne for kalibreringen af Spidsvinklen for [1-13C] pyrodruesyre, som indebærer erhvervelse af en række signal målinger som en funktion af en LINEÆRT varierende RF-puls varighed for at bestemme puls bredde svarende til en flip vinkel på 90 ° og 180 ° for 13C kerner. Puls bredden, der giver den maksimale amplitude, svarer til en flip vinkel på 90 °, og nulovergangen svarer til en flip vinkel på 180 °. Forholdet mellem de to puls bredder bør være en faktor på to.

Anskaffelses parametrene for den ovenfor viste 13C-spids vinkel kalibrering kan kræve nogle justeringer afhængigt af transmissions kraften i felt cyklussens relaxometer, stikprøvens T1 og systemets støj karakteristik. Noget retssag og fejl må være skulle bruge også hen til ordentligt hitte den 90 ° og 180 ° uden den effekter i stimuleret Ekker, forstærker mætning, og stakkels SNR.

Denne procedure, selv om nøjagtig, er normalt tidskrævende, fordi de fattige SNR af termisk polariserede 13C forbindelser kræver mange gennemsnit. En alternativ og hurtigere metode indebærer kalibrering af flip vinkel med en gadolinium-doped 1h Phantom og skalering af varigheden af 90 ° RF puls for 13C ved at multiplicere varigheden af 90 °-1h RF puls med forholdet mellem den gyromagnetiske forhold på 1H/13C, hvilket svarer til en faktor på 3,976. I dette tilfælde skal standard anskaffelses parametrene være: EXP = vinkel. FFC, NUC = 1t, 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. Resultaterne for denne alternative metode er vist i højre kolonne i figur 3. Som en sammenligning, for de præsenterede tilfælde, den samlede erhvervelse tid til spids vinkel kalibrering for 13C var 13,5 minutter, mens for 1H var 7,1 sekunder.

Figur 5 illustrerer den typiske serie af rådnende fids som den hyperpolariserede magnetisering er udtaget. Hver T1 -måling ved en given Brlx er en separat hyperpolariseret opløsning fra DNP-apparatet. For dette særlige tilfælde var afslapnings feltet (BRelax) 0,2916 MT, med en Gentagelsesperiode på 3,4 s og en flip vinkel på 5 °. Alle prøve temperaturer blev kontrolleret til 37 °C (± 0,5 °C).

Figur 6 præsenterer afslapnings kurven for hyperpolariseret [1-13C] pyruvat opnået fra data fra den foregående figur. Hvert blåt punkt på kurven repræsenterer området under en FID. T1 -værdien (53,9 ± 0,6 s) blev opnået ved en ikke-lineær mindste kvadraters pasform af signal ligningen til henfalds kurvedata, som inkluderede virkningerne af den flip vinkel, der anvendes til excitation. Den gode pasform blev vurderet ved at beregne R2 -værdien (0,9995), idet man antog en jævn vægtning af datapunkterne. Montering af residualer (data-fit) vises som åbne trekanter.

Figur 7 præsenterer T1 -resultaterne for alle 26 målinger over en rækkevidde på 0,237 MT og 0,705 t ved 37 °c (± 0,5 °c). T1 havde en gennemsnitlig monterings usikkerhed på ± 0,33 s for alle resultater. Analyse af den scatter af målinger, der gentages ved et bestemt afslapnings felt, gav en eksperimentel reproducerbarhed flere gange større end den statistiske usikkerhed, der er nævnt ovenfor, med en T1 af 1,91 s. En usikkerhed på 2,24 s blev konservativt tildelt for alle T1 målinger beregnet som summen af de to usikkerhedsmomenter, der er nævnt ovenfor. T1-dispersions data er velkarakteriseret ved den empiriske formel t1 = (3,74 ± 0,52) x log10(BRelax) + (63,0 ± 1,2) s; hvor BRelax er afslapnings feltet målt i Tesla. Usikkerheden for de monterede parametre udgør en standardafvigelse. Den solide linje på figur 7 repræsenterer formlen sammen med de stiplede linjer, der repræsenterer 95% konfidensbåndene. pHs for disse prøver varierede fra 7,63 til 7,93, med en gennemsnitlig pH på 7,75 og en standardafvigelse på 0,09. Analyse af resultaterne viste, at afslapnings tiden for C-1 kernen er ~ 46,9 s på jordens magnetfelt (0,05 mT) sammenlignet med ~ 65 s ved 3 T, hvilket repræsenterer et fald på 28%.

Figure 1
Figur 1 : [1-13C] pyrodruesyre molekyle. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2 : Fuld-range mikrobølge Sweep og zoom-in sektion, der viser den optimale polariserings frekvens. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3 : Kalibrering af spids vinkel for 13C (venstre) og 1H (højre) prøver. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4 : Felt-cyklet pulssekvens (HPUB/S) til måling af T1-afslapningstid for en hyperpolariseret prøve på et bestemt afslapnings felt (Brlx). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5 : Sekvens af Fid'er opnået med HPUB/S pulssekvens. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 6
Figur 6 : Afslapnings signal (blå prikker), kurve montering (rød linje) og monteringsfejl (åbne trekanter) opnået fra sekvensen af Fid'er præsenteret i Figur 5. Dette tal er blevet ændret med tilladelse fra Chattergoon et al. 201334. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 7
Figur 7 : Nmrd profil af hyperpolariseret [1-13C] pyrodruesyre ved lave magnetiske felter. Dette tal er blevet ændret med tilladelse fra Chattergoon et al. 201334. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Parameter Kort beskrivelse Kommentarer Enheder
ACQD Forsinkelse af anskaffelse Forsinkelse, der kræves, for at magnetfeltet kan nå Steady State efter overgangen og før dataindsamlingen μs
BACQ Feltet anskaffelse Specificeret ved hjælp af 1H Larmor frekvens Mhz
Bøje Slutværdi Slutværdi af parameteren klædt
Bini Oprindelig værdi Første værdi af parameteren klædt
BPOL Polariserings felt Specificeret ved hjælp af 1H Larmor frekvens Mhz
BRLX Afslapningsområde Specificeret ved hjælp af 1H Larmor frekvens Mhz
Bs Bloker størrelse Antal datapunkter i en enkelt blok
EWEB Afslut blok Et heltal i intervallet mellem antallet af blokke (NBLK). 0 betyder "alle"
EWEP Slutpunkt Ethvert heltal i intervallet af blokstørrelse (BS). 0 betyder "alle"
EWIB Oprindelig blok Fra 1 til antal blokke (NBLK)
EWEP Indledende punkt Fra 1 til blokstørrelse (BS)
Exp Eksperiment Navnet på den pulssekvens, der skal bruges
FLTR Overhold filter Cutoff-frekvens for lydsignal filtrene Hz
Ms Maksimale scanninger Ønskede antal gennemsnit
NBLK Antal blokke Antal sektioner for parameteren klædt. Den klædt parameter er "PW90" for "13cangle" og "Angle" Pulse sekvenser og "T1MX" for "hpub/S" Pulse sekvens. PW90 ændres efter hver gentagelse, men T1MX forbliver konstant.
NUC Kernen For denne protokol 13C eller 1H
Pw Vigtigste RF puls Spids vinkel Grader (°)
PW90 90deg puls Varighed af 90-graders puls μs
Rd Genbrug forsinkelse Pre-Scan magnet-køling interval S
Rfa RF-dæmpning RF-modtager dæmpning Db
RINH Modtager hæmmer Nødvendig for at gøre det muligt at henfalde RF-spole ringen μs
Sf System frekvens Larmor frekvens brugt under erhvervelse Mhz
Sw Fejebredde Spektral vinduesbredde (Nyquist-frekvens) Hz
Swt Skift tid Global magnet-switching tid S
T1MX Højst T1 Parameter, der anvendes af HPUB/S Pulse sekvensen til at definere polariserings tiden under hver gentagelse S
TPOL Polariserings tidspunkt Parameter, der bruges af puls sekvensen "vinkel" og "13CANGLE" til at definere polariserings tiden under hver gentagelse S

Tabel 1: Beskrivelse af parametre, der anvendes af området-cykling relaxometer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Brugen af DNP til at forbedre signal erhvervelse er en teknisk løsning på utilstrækkelig magnetisk resonans signal til rådighed fra 13C kerner ved begrænsede koncentrationer, som dem, der anvendes i dyre injektioner, men præsenterer andre eksperimentelle udfordringer. Hver afslapnings måling vist i figur 7 repræsenterer en måling af en unikt forberedt prøve, fordi den ikke kan repolariseres efter opløsning til remåling. Dette fører uundgåeligt til eksperimentel variation på grund af mindre forskelle i prøveforberedelsen under vejning af prøven og opløsnings mediet eller variationer i selve opløsnings processen, såsom ufuldstændig ekstraktion og grundig blanding af prøven med opløsnings mediet. Denne variabilitet kan vurderes delvist ved at måle pH-værdien af hver pyruvat-opløsning efter relaxometri. Uanset omhyggelig vejning af bestanden pyruvat/radikal blanding og opløsningsmiddel før indsættelse i DNP apparat til bedre end en milligram, i vores eksperimenter de pHs varierede fra 5,5 til 8,3. Vi har valgt at afvise alle T1 -data uden for ph-intervallet 7,6 til 8,0.

Som nævnt ovenfor var solid-state polariserings niveauet for hver prøve mindst 95%, hvilket blev opnået i ca. en time. Den flydende tilstands polarisering blev ikke anslået for hver prøve. periodisk kvalitetssikring af DNP-systemet med samme prøve præparat resulterede dog i en flydende tilstands polariseringsgrad på ca. 15%.

Ved Prøvetilberedning kan der opstå metal ionkontaminering ved kontakt mellem opløsnings mediet og DNP-opløsningsvæsken. Denne mulighed krævede tilsætning af dinatriumethylendiamintetraeddikesyre (EDTA) til eller beslaglæggelse af metal ionforureningen og bevarelse af spin-Lattice-afslapning.

Sammenligning af den fjerning metode, der anvendes i reference28 og fast felt cykling præsenteret i denne protokol, kan vi sige, at den fjerning metode er kun muligt, når shuttle tid er lille i forhold til afslapning tid; i modsat fald kan de gennemsnitlige magnetfelter, der opleves under fjer tiden, have en signifikant effekt. Med den hurtige felt cykling relaxometer vi brugte, brugeren er i fuld kontrol over koblings tiden, som kan gå så lavt som 3 MS. men for hyperpolariserede substrater, en langsom Skift tid er forpligtet til at holde adiabaticity og ikke at ødelægge polariseringen af prøve under arkiverede overgange. I vores erfaring, for hyperpolariseret 13C-pyrodruesyre, en skifte tid så lavt som 50 MS gør opretholde polariseringen, men vi observerede mere konsistente resultater ved hjælp af en omskiftningstid på 100 eller 200 MS. denne lille overgangsperiode fra afslapning til erhvervelse og tilbage til afslapning felter er ubetydelig i forhold til de målte T1 gange og har ingen systematisk effekt på disse målinger. Vi mener, at yderligere forskning er nødvendig for at etablere grænserne for adiabaticity af forskellige hyperpolariserede substrater på forskellige magnetiske felter.

En anden vigtig forskel mellem de to metoder er rækken af magnetiske felter, som er 2 mT til 18,8 T for fjerning metode og 0,237 mT til 0,705 T for feltet cykling relaxometer. I denne henseende kan vi se de to metoder som komplementære til hinanden. For in vivo-studier med hyperpolariserede forbindelser er magnetiske felter på op til 3 T dog mere almindeligt forekommende.

Ved Feltstyrker på mindre end 1 mT blev der observeret omstrejfende magnetfelter fra omgivende objekter for at have en systematisk effekt på vores afslapnings målinger. For at eliminere disse felter designede og tilføjede vi en brugerdefineret magnetisk shim omkring felt-cykel magneten. Til sammenligning, den fjer-metode bruger μ-metal cylindrisk afskærmning, der producerer en brat ændring af magnetfelt fra omkring 2 mT til 0,2 mT.

Temperaturkontrollen af prøven var vigtig på grund af de relativt lange anskaffelses tider, der krævede 300 til 510 s for at indfange hele henfalds kurven. Vi præ-varmede NMR-rørene før dispensering af den hyperpolariserede opløsning og derefter vedligeholdt prøvetemperaturen ved at blæse opvarmet, temperaturreguleret (37 °C) luft over rørene under relaxometri. Dette er en vigtig fordel ved felt-cykling relaxometer over fjerning metode, fordi temperaturen af prøven kan styres præcist, da prøven er stationær under målingerne.

Desuden var det ikke praktisk at kontrollere prøve eksponeringen for omgivende temperatur og magnetfelt under kort overførings tiden mellem polarisator og relaxometer. T1 af prøverne blev målt ved kendte magnetfelter og temperaturkontrol leret af relaxometer, så transport havde begrænset indflydelse. Betingelser under transport kan kun påvirke mængden af hyperpolarisering, der overlever til måling ved relaxometer. En bærbar Holding Field magnet (10 mT) blev udviklet til at overføre den hyperpolariserede opløsning til billedbehandlings magneten eller relaxometer; Men, dens anvendelse var ikke umagen værd i dette eksperiment givet den korte overførings tidspunkt, men kan være nyttige for andre hyperpolariserede væsker med større T1-dispersion ved lavere magnetiske felter. Et Holding felt på 0,01 T ville øge pyruvat-løsningens T1 med næsten 18% under transporten. men med vores relativt korte overførings tidspunkt på 8 s tyder disse målinger på, at der kun vil blive observeret en stigning på 2,3% i signalet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen oplysninger.

Acknowledgments

Forfatterne vil gerne takke Ontario Institute for Cancer Research, Imaging Translation program og Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada til finansiering af denne forskning. Vi vil også gerne anerkende nyttige diskussioner med Albert Chen, GE Healthcare, Toronto, Canada, Gianni Ferrante, Stelar s.r.l., Italien 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

Bioengineering pyruvat spin-Lattice afslapning dynamisk nuklear polarisering felt-cykling relaxometri nuklear magnetisk afslapning dispersion (NMRD) hyperpoloarization
Måling af spin-Lattice afslapning magnetisk felt afhængighed af Hyperpolariseret [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