다이아몬드 핵 자기 공명 기술의 미래에 열쇠가 될 수있다
황 Xueyu
www.boreway.com
2016-01-07 15:04:00
에너지 (DOE) 로렌스 버클리 국립 연구소 (버클리 연구소)와 캘리포니아 대학 (UC)의 미국학과, 버클리 연구진은 설명했다,다이아몬드또한 핵 자기 공명 (NMR) 및 자기 공명 영상 (MRI) 기술의 미래에 중요 할 수있다.
알렉스 파인 연구팀 실온에서 제 1 편과 어떤 분야의 결정 방위, 다이아몬드 시츄 NMR의 과분극 탄소 -13 핵을 기록했다.
알렉산더 소나무, 연구자가 임의의 자기장 하에서 실온에서 첫 번째 조각을 기록하는 연구와 다이아몬드의 결정 방향을 주도, 버클리 연구소의 재료 과학 부문과 좌석의 화학 연구소의 UC 버클리 글렌 T. 시보 그 교수의 수석 교수 탄소 -13 NMR의 현장 과분극 핵. 실온에서 종래 NMR / MRI 자석에 대하여 얻어진 과분극 NMR / MRI 신호 감도가 보통 가능한 신호의 복수 인 탄소 -13 스핀 표시 신호 감도 향상의 크기를 초과한다. 또한,이 과분극 오히려 정확한 과분극 전송 될 자기장에 의존하는 대신, 전자 렌지를 사용하여 달성된다.
소나무는이 연구에 대한 기사에 "자연 통신"에 발표 된 것은 해당 저자이었다. 이 신문은 "현장에서 왕시 Zhongguang 실내 온도가 핵 스핀 과분극의 질소 공석 센터를 펌핑."받을 권리가있다 연구팀 JonathanKing 소나무의 구성원이 논문의 첫 번째 저자이다.
저자 보고서, 큰 비열 균형에 대해 17 배의 몸 핵 스핀 분극의 6 %를 관찰자기 공명 영상신호 향상. 스핀 과분극 신호 시츄 NMR 프로브 표준에 의해 검출 될 수 있고, 샘플을 앞뒤로 이동해야하거나 정확한 결정 배향하지 않는다. 저자는이 새로운 기술은 고체 실온에서 과분극 감도를 사용하도록 설정해야합니다 믿고 향상된 크기에 NMR 연구를 액체.
"우리의 결과는 NMR 신호의 상당한 향상 그들의 획기적인 실험을 수득 과학 루시오 프리드만와 그의 동료의 와이즈만 연구소의 결과를 표현하지만, 마이크로파를 통해 유도 된 동적 과분극 다이아몬드 핵이되어 있지 자기장 및 결정 방위의 정확한 제어를 요구 "소나무는"불활성 비 독성, 소스를 쉽게 분리 할 현대 NMR / MRI 기술이 임의의 샘플의 가능성에 전송에서 실 과분극 다이아몬드 오픈 NMR / MRI 편광 오랜 노력의 목표. "
모두 특정 비파괴 화학적 특성은 화학 물질, 생물학 및 의학 기술이 불가결되었다 비롯한 광범위한 분야에서 NMR / MRI 기술을 만든다. 그러나 감도는 일정한 도전 남아있다. NMR / MRI 신호의 "스핀"이라고 전자와 핵의 고유 양자 특성을 기반으로합니다. 작은 막대 자석의 회전이 "위로"또는 "아래"방향 상태로 할당처럼 전자와 핵이 될 수 있습니다. 강한 편광도 높은 신호 인 - 일방향 NMR / MRI 신호는 대부분의 핵 스핀 분극에 따라 달라진다. 소나무와 노력의 수십 년 후 자신의 연구 팀은 과분극 핵 스핀에 다수의 방법을 개발했다. 지난 2 년 동안, 그들은 다이아몬드 결정에 초점을 맞추고 광학 질소 공석 센터에서 질소 공석 (NV) 센터 불순물을 불러 함께 결합되어 자유를 회전하고있다.
"두 개의 인접한 탄소 원자에 순수한 다이아몬드 결정 격자는 질소 원자와 함께 충전되어 그 중 하나는 두 개의 구멍을 남기고 결정 격자에서 제거하고, 질소 공석를 얻을 때 다른 빈 들고 (NV) 센터, "소나무는 설명했다. 이것에, 질소 원자와 결합되지 않은 전자들 사이의 공극을 나타나는 고유하고 명확한 전자 스핀 편광 상태를 생성한다. "
이전 연구에서, 소나무와 그의 팀 저휘 자계 과분극 핵 결과 인근 탄소 -13 핵 NV 센터 전자 스핀 분극을 전송하는데 사용될 수 있음을 발견 하였다. 스핀 전달은 NMR 신호를 향상시키기 위해 사용 된 과거의 동적 핵 분극 처리라고하지만, 항상 높은 자기장 강도와 낮은 온도에서 수행된다. 영구 자석을 배치하여 다이아몬드 옆에 소나무와 그의 팀은 이러한 요구 사항을 제거합니다.
"새로운 연구에서, 우리는, 전자 및 탄소 -13 핵 사이의 에너지와 일치하는 대신에 자계의 마이크로파를 사용 따라서, 자기장 강도와 배향에 제한 어려움의 일부를 제거하는 사용하기 쉬운 우리의 기술을, "왕이 말했다 :"우리는 전체 샘플 또는 완전히 제거하여 편광 핵 NV 센터의 편광에 매우 가까운을 테스트 할 수 있기 때문에 또한, 우리의 이전 연구에서, 우리는, 광학 측정에 의해 간접적 인 핵 편광의 존재를 추론. 자기장에 대한 필요성은, 이제 직접 NMR에 의한 벌크 샘플을 측정 할 수있다.
문서의 "자연 통신"에서, 소나무, 왕 및 다른 공동 저자는 말한다이를 효과적으로 기존의 제조 기술에 통합 될 수 있고, 장치의 과분극 다이아몬드 다이아몬드 고 표면적의 생성은 일반적인 편광 전송을 제공 할 수 있어야 플랫폼.
"우리는 기존의 편광 전송 기술을 사용하려면 - 같은 고체 및 액체 교차 편광 간 휴식 등을, 또는 네바다 직접 동적 핵 분극 핵 주변을 중심으로 - 높은 액체 및 고체 핵 자기 향상 될 공진 킹은 "이를 사용이 레이저 소나무가 XE-129은 고체 표면과 액체 전사의 분극 전에 주장 편광 연구팀에 전송되었음을 주목해야한다. "우리는 기반광학NV 편광 과분극 기술 센터는이 생물학적 시스템의 근처 주위 조건에서 유지 관리 할 필요가 포함하는 임의의 표적 분자에 적용되어야 할, 더 강력하고 효과적이다. "
알렉스 파인 연구팀 실온에서 제 1 편과 어떤 분야의 결정 방위, 다이아몬드 시츄 NMR의 과분극 탄소 -13 핵을 기록했다.
알렉산더 소나무, 연구자가 임의의 자기장 하에서 실온에서 첫 번째 조각을 기록하는 연구와 다이아몬드의 결정 방향을 주도, 버클리 연구소의 재료 과학 부문과 좌석의 화학 연구소의 UC 버클리 글렌 T. 시보 그 교수의 수석 교수 탄소 -13 NMR의 현장 과분극 핵. 실온에서 종래 NMR / MRI 자석에 대하여 얻어진 과분극 NMR / MRI 신호 감도가 보통 가능한 신호의 복수 인 탄소 -13 스핀 표시 신호 감도 향상의 크기를 초과한다. 또한,이 과분극 오히려 정확한 과분극 전송 될 자기장에 의존하는 대신, 전자 렌지를 사용하여 달성된다.
소나무는이 연구에 대한 기사에 "자연 통신"에 발표 된 것은 해당 저자이었다. 이 신문은 "현장에서 왕시 Zhongguang 실내 온도가 핵 스핀 과분극의 질소 공석 센터를 펌핑."받을 권리가있다 연구팀 JonathanKing 소나무의 구성원이 논문의 첫 번째 저자이다.
저자 보고서, 큰 비열 균형에 대해 17 배의 몸 핵 스핀 분극의 6 %를 관찰자기 공명 영상신호 향상. 스핀 과분극 신호 시츄 NMR 프로브 표준에 의해 검출 될 수 있고, 샘플을 앞뒤로 이동해야하거나 정확한 결정 배향하지 않는다. 저자는이 새로운 기술은 고체 실온에서 과분극 감도를 사용하도록 설정해야합니다 믿고 향상된 크기에 NMR 연구를 액체.
"우리의 결과는 NMR 신호의 상당한 향상 그들의 획기적인 실험을 수득 과학 루시오 프리드만와 그의 동료의 와이즈만 연구소의 결과를 표현하지만, 마이크로파를 통해 유도 된 동적 과분극 다이아몬드 핵이되어 있지 자기장 및 결정 방위의 정확한 제어를 요구 "소나무는"불활성 비 독성, 소스를 쉽게 분리 할 현대 NMR / MRI 기술이 임의의 샘플의 가능성에 전송에서 실 과분극 다이아몬드 오픈 NMR / MRI 편광 오랜 노력의 목표. "
모두 특정 비파괴 화학적 특성은 화학 물질, 생물학 및 의학 기술이 불가결되었다 비롯한 광범위한 분야에서 NMR / MRI 기술을 만든다. 그러나 감도는 일정한 도전 남아있다. NMR / MRI 신호의 "스핀"이라고 전자와 핵의 고유 양자 특성을 기반으로합니다. 작은 막대 자석의 회전이 "위로"또는 "아래"방향 상태로 할당처럼 전자와 핵이 될 수 있습니다. 강한 편광도 높은 신호 인 - 일방향 NMR / MRI 신호는 대부분의 핵 스핀 분극에 따라 달라진다. 소나무와 노력의 수십 년 후 자신의 연구 팀은 과분극 핵 스핀에 다수의 방법을 개발했다. 지난 2 년 동안, 그들은 다이아몬드 결정에 초점을 맞추고 광학 질소 공석 센터에서 질소 공석 (NV) 센터 불순물을 불러 함께 결합되어 자유를 회전하고있다.
"두 개의 인접한 탄소 원자에 순수한 다이아몬드 결정 격자는 질소 원자와 함께 충전되어 그 중 하나는 두 개의 구멍을 남기고 결정 격자에서 제거하고, 질소 공석를 얻을 때 다른 빈 들고 (NV) 센터, "소나무는 설명했다. 이것에, 질소 원자와 결합되지 않은 전자들 사이의 공극을 나타나는 고유하고 명확한 전자 스핀 편광 상태를 생성한다. "
이전 연구에서, 소나무와 그의 팀 저휘 자계 과분극 핵 결과 인근 탄소 -13 핵 NV 센터 전자 스핀 분극을 전송하는데 사용될 수 있음을 발견 하였다. 스핀 전달은 NMR 신호를 향상시키기 위해 사용 된 과거의 동적 핵 분극 처리라고하지만, 항상 높은 자기장 강도와 낮은 온도에서 수행된다. 영구 자석을 배치하여 다이아몬드 옆에 소나무와 그의 팀은 이러한 요구 사항을 제거합니다.
"새로운 연구에서, 우리는, 전자 및 탄소 -13 핵 사이의 에너지와 일치하는 대신에 자계의 마이크로파를 사용 따라서, 자기장 강도와 배향에 제한 어려움의 일부를 제거하는 사용하기 쉬운 우리의 기술을, "왕이 말했다 :"우리는 전체 샘플 또는 완전히 제거하여 편광 핵 NV 센터의 편광에 매우 가까운을 테스트 할 수 있기 때문에 또한, 우리의 이전 연구에서, 우리는, 광학 측정에 의해 간접적 인 핵 편광의 존재를 추론. 자기장에 대한 필요성은, 이제 직접 NMR에 의한 벌크 샘플을 측정 할 수있다.
문서의 "자연 통신"에서, 소나무, 왕 및 다른 공동 저자는 말한다이를 효과적으로 기존의 제조 기술에 통합 될 수 있고, 장치의 과분극 다이아몬드 다이아몬드 고 표면적의 생성은 일반적인 편광 전송을 제공 할 수 있어야 플랫폼.
"우리는 기존의 편광 전송 기술을 사용하려면 - 같은 고체 및 액체 교차 편광 간 휴식 등을, 또는 네바다 직접 동적 핵 분극 핵 주변을 중심으로 - 높은 액체 및 고체 핵 자기 향상 될 공진 킹은 "이를 사용이 레이저 소나무가 XE-129은 고체 표면과 액체 전사의 분극 전에 주장 편광 연구팀에 전송되었음을 주목해야한다. "우리는 기반광학NV 편광 과분극 기술 센터는이 생물학적 시스템의 근처 주위 조건에서 유지 관리 할 필요가 포함하는 임의의 표적 분자에 적용되어야 할, 더 강력하고 효과적이다. "
