Singulett‐Kontrast‐Magnetresonanztomographie: Freisetzung der Hyperpolarisation durch den Metabolismus**

Abstract

Hyperpolarisationsverstärkte Magnetresonanztomographie kann zur Untersuchung biomolekularer Prozesse im Körper verwendet werden, erfordert aber die Verwendung von Hetero‐Kernen wie 13C, 15N oder 129Xe. Hier stellen wir eine neue Art der Hyperpolarisierten Protonen Bildgebung vor, bei der die hyperpolarisierte Spinordnung in einem nicht magnetischen und langlebigen korrelierten (Singulett‐) Zustand eingeschlossen ist und nur durch eine spezifische biochemische Reaktion für die Bildgebung freigesetzt wird. In dieser Arbeit erzeugen wir hyperpolarisiertes Fumarat durch chemische Reaktion eines Eduktes mit para‐angereichertem Wasserstoffgas. Der Singulettzustand der Fumarat Protonen wird als Antiphasen‐NMR‐Signale durch enzymatische Umwandlung zu Malat in D2O freigesetzt. Anhand dieses Modellsystems zeigen wir zwei Pulssequenzen, um die NMR‐Signale für die Bildgebung zu rephasieren und die Hintergrundsignale von Wasser zu unterdrücken. Die hier vorgestellte hyperpolarisationsverstärkte Protonen Bildgebungstechnik ermöglicht eine hyperpolarisierte Bildgebung, ohne dass hierfür Hetero‐Kerne mit ihrer niedrigen natürlichen Häufigkeit und geringen Empfindlichkeit benötigt werden.

Synergies between Hyperpolarized NMR and Microfluidics: A Review

“…Commonly the inequivalence is caused by a chemical shift difference between the two protons that is greater than their mutual J-coupling. However, if the protons are close to chemical or magnetic equivalence, the non-magnetic singlet state remains close to an eigenstate, and either electromagnetic pulses [188] or further chemical reactions [189,190] are needed to release the singlet order to generate observable hyperpolarized signals.…”