Singulett‐Kontrast‐Magnetresonanztomographie: Freisetzung der Hyperpolarisation durch den Metabolismus. (11th February 2021)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Eills, J.; Cavallari, E.; Kircher, R.; Di Matteo, G.; Carrera, C.; Dagys, L.; Levitt, M. H.; Ivanov, K. L.; Aime, S.; Reineri, F.; Münnemann, K.; Budker, D.; Buntkowsky, G.; Knecht, S.
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 133:Number 12(2021)
• Page Start: 6866
• Page End: 6873
• Publication Date: 2021-02-11
• Subjects: Hyperpolarisation -- NMR -- Parawasserstoff -- MRT -- Singulett-Ordnung; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202014933
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Hyperpolarisationsverstärkte Magnetresonanztomographie kann zur Untersuchung biomolekularer Prozesse im Körper verwendet werden, erfordert aber die Verwendung von Hetero‐Kernen wie 13 C, 15 N oder 129 Xe. 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 D2 O 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. Abstract : Der durch Hydrierung mit Parawasserstoff erzeugte 1 H‐Singulettzustand von Fumarate wird durch enzymatische Konversion in Malat umgewandelt, was die hyperpolarisierten NMR‐Signale freisetzt. Wir demonstrieren zwei „Out‐of‐Phase Echo" Pulssequenzen die den I 1z I 2z Zustand in 1 H‐Nettomagnetisierung umwandeln und zeigen die Anwendung in der hyperpolarisierten 1 H‐Bildgebung.