Алмазный может быть ключом к будущему ядерного магнитного резонанса технологии
Хуан Xueyu
www.boreway.com
2016-01-07 15:04:00
Департамент США (DOE) Национальной лаборатории Лоренса Беркли (Berkeley энергии Lab) и университета Калифорнии (UC) в Беркли, исследователи продемонстрировали,АЛМАЗЭто может быть ключом к будущему ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и магнитно-резонансная томография (МРТ технологии).
Исследовательская группа Алекс Сосны записан первый кусок при комнатной температуре и ориентацию кристалла любой области, алмазные месте ЯМР гиперполяризованного углерода-13 ядер.
Александр Сосны является старшим профессором материаловедения наук Лаборатории Беркли отдела и Беркли Гленна Сиборг профессор Института химии мест, привело исследование, в котором, исследователи записали первый кусок при комнатной температуре в произвольном магнитном поле и ориентации кристалла алмаза углерод-13 ЯМР в Ситу Гиперпол ризованные ядер. Дисплей углерод-13 спин сигнала гиперполяризованного чувствительности ЯМР / МРТ сигнал, полученный по обычной магнита ЯМР / МРТ при комнатной температуре, как правило, множество возможных сигнала превышает величину повышения чувствительности. Кроме того, это гиперполяризации достигается с помощью микроволновой печью, а не полагаться на магнитное поле, чтобы быть точным передачи гиперполяризация.
Сосны была опубликована в "Nature Communications" на статью об этом исследовании был соответствующий автор. Статья называется "температура в помещении Король Ши Zhongguang в месте откачки азота вакантных центр ядерной спин гиперполяризации." Член исследовательской группы JonathanKing Pines первым автором этой статьи.
В докладе авторы, наблюдается шесть процентов тела ядерной спиновой поляризации, которая составляет около большой удельной тепловой баланс 170000 разМРТУсиление сигнала. Спин гиперполяризации сигнал может быть обнаружен с помощью стандарт ЯМР Situ зонда, образец не нужно двигаться вперед и назад, или точнее ориентации кристалла. Автор считает, эта новая технология должна позволить чувствительность Гиперполяризация при комнатной температуре для твердых веществ и жидкостей исследования ЯМР от величины повышения.
"Наши результаты представляют собой результат Институт Вейцмана Лусио Фридман и его коллеги получили их новаторский эксперимент в значительному усилению сигнала ЯМР, но это в алмазных индуцированных динамических гиперполяризованных ядер с микроволновой печью, не требует точного контроля магнитного поля и ориентации кристалла, "сказал Сосны:" В комнате Гиперполяризованный алмазов открытым поляризации ЯМР / МРТ с инертным, нетоксичным, легко отделить источник переносится на возможность любого образца, который современная технология ЯМР / МРТ долгожданной цели. "
И конкретные и неразрушающие химические характеристики делают технологию ЯМР / МРТ в широком диапазоне областей, включая химию, материалов, биологии и медицины стал незаменимым технологии. Тем не менее, его чувствительность остается постоянной проблемой. Сигнал ЯМР / МРТ основана на собственных квантовых свойств электронов и ядер называется "спин". Электронов и ядер может быть как небольшой поворот стержневой магнит назначен "вверх" или "вниз" направление государства. Сигналы ЯМР / МРТ в одном направлении зависит от поляризации ядерных спинов большинства - то есть, чем выше степень поляризации, тем сильнее сигнал. Сосны и его исследовательская группа после десятилетий усилий, был разработан ряд методов гиперполяризованным спина ядер. В последние два года, они были направлены на кристаллах алмаза и называется азот вакансия (NV) центр примесей в центре азота вакантных оптических и спин свободу соединены вместе.
"Когда чистый кристаллической решетки алмаза в двух соседних атомов углерода удаляются из кристаллической решетки, в результате чего два отверстия, одно из которых заполнена с атомом азота, а другой держа свободна, когда для получения вакансии азота (Невада) центр ", объяснил Сосны. Это делает вид несвязанных электронов между атомами азота и вакансий, производить уникальные и ясные спин электрона состояния поляризации. "
В предыдущих исследованиях, Сосны и его команда обнаружили, что низкая интенсивность магнитного поля может быть использован для передачи Н.В. центр электронной спиновой поляризации в соседний углерод-13 ядра, в результате чего гиперполяризованных ядер. Передача спина называется динамический процесс поляризации ядер в прошлом были использованы для усиления сигнала ЯМР, но всегда выполняется при высокой интенсивности магнитных полей и низких температур. Сосны и его команда рядом с алмазом, поставив постоянный магнит устраняет эти требования.
"В нашем новом исследовании мы используем микроволновую печь вместо магнитного поля в соответствии с энергией между электронами и углерода-13 ядер, тем самым устраняя некоторые из трудностей ограничений на напряженности магнитного поля и выравнивание, делая нашу технологию легче в использовании, "Король сказал:" Кроме того, в нашем предыдущем исследовании, мы приходим к выводу о существовании непрямого ядерной поляризации оптического измерения, потому что мы не можем проверить образец в целом или только очень близко к поляризации NV центра ядерной поляризуется полностью устранены. потребность в магнитном поле, мы теперь в состоянии непосредственно измерить объемную выборку по ЯМР.
В «Nature Communications» в статье, Сосны, король и другие соавторы говорят, это может быть эффективно интегрированы в существующие технологии производства и создание гиперполяризационная алмаз алмазной высокой площадью поверхности устройства должны быть в состоянии обеспечить общую передачу поляризации Платформа.
"Мы хотим, чтобы использовать существующие методы передачи поляризации - такие, как твердого и жидкого кросс-поляризации кросс-релаксации, или Н.В. центры непосредственно динамическая поляризация ядер ядерной периферии - быть высоколиквидным и твердые ядерного магнитного повышение резонанс, "сказал король, следует отметить, что это была передана в научно-исследовательской команды, используемые лазерные Сосны поляризованного Хе-129 утверждал перед поляризации твердых поверхностей и переноса жидкости. "Мы на основеОптикаН.В. поляризации гиперполяризация технологии центр более мощным и эффективным, он должен быть применен к любой молекуле-мишени, в том числе необходимости сохранения в условиях, близких окружающих биологических систем. "
Исследовательская группа Алекс Сосны записан первый кусок при комнатной температуре и ориентацию кристалла любой области, алмазные месте ЯМР гиперполяризованного углерода-13 ядер.
Александр Сосны является старшим профессором материаловедения наук Лаборатории Беркли отдела и Беркли Гленна Сиборг профессор Института химии мест, привело исследование, в котором, исследователи записали первый кусок при комнатной температуре в произвольном магнитном поле и ориентации кристалла алмаза углерод-13 ЯМР в Ситу Гиперпол ризованные ядер. Дисплей углерод-13 спин сигнала гиперполяризованного чувствительности ЯМР / МРТ сигнал, полученный по обычной магнита ЯМР / МРТ при комнатной температуре, как правило, множество возможных сигнала превышает величину повышения чувствительности. Кроме того, это гиперполяризации достигается с помощью микроволновой печью, а не полагаться на магнитное поле, чтобы быть точным передачи гиперполяризация.
Сосны была опубликована в "Nature Communications" на статью об этом исследовании был соответствующий автор. Статья называется "температура в помещении Король Ши Zhongguang в месте откачки азота вакантных центр ядерной спин гиперполяризации." Член исследовательской группы JonathanKing Pines первым автором этой статьи.
В докладе авторы, наблюдается шесть процентов тела ядерной спиновой поляризации, которая составляет около большой удельной тепловой баланс 170000 разМРТУсиление сигнала. Спин гиперполяризации сигнал может быть обнаружен с помощью стандарт ЯМР Situ зонда, образец не нужно двигаться вперед и назад, или точнее ориентации кристалла. Автор считает, эта новая технология должна позволить чувствительность Гиперполяризация при комнатной температуре для твердых веществ и жидкостей исследования ЯМР от величины повышения.
"Наши результаты представляют собой результат Институт Вейцмана Лусио Фридман и его коллеги получили их новаторский эксперимент в значительному усилению сигнала ЯМР, но это в алмазных индуцированных динамических гиперполяризованных ядер с микроволновой печью, не требует точного контроля магнитного поля и ориентации кристалла, "сказал Сосны:" В комнате Гиперполяризованный алмазов открытым поляризации ЯМР / МРТ с инертным, нетоксичным, легко отделить источник переносится на возможность любого образца, который современная технология ЯМР / МРТ долгожданной цели. "
И конкретные и неразрушающие химические характеристики делают технологию ЯМР / МРТ в широком диапазоне областей, включая химию, материалов, биологии и медицины стал незаменимым технологии. Тем не менее, его чувствительность остается постоянной проблемой. Сигнал ЯМР / МРТ основана на собственных квантовых свойств электронов и ядер называется "спин". Электронов и ядер может быть как небольшой поворот стержневой магнит назначен "вверх" или "вниз" направление государства. Сигналы ЯМР / МРТ в одном направлении зависит от поляризации ядерных спинов большинства - то есть, чем выше степень поляризации, тем сильнее сигнал. Сосны и его исследовательская группа после десятилетий усилий, был разработан ряд методов гиперполяризованным спина ядер. В последние два года, они были направлены на кристаллах алмаза и называется азот вакансия (NV) центр примесей в центре азота вакантных оптических и спин свободу соединены вместе.
"Когда чистый кристаллической решетки алмаза в двух соседних атомов углерода удаляются из кристаллической решетки, в результате чего два отверстия, одно из которых заполнена с атомом азота, а другой держа свободна, когда для получения вакансии азота (Невада) центр ", объяснил Сосны. Это делает вид несвязанных электронов между атомами азота и вакансий, производить уникальные и ясные спин электрона состояния поляризации. "
В предыдущих исследованиях, Сосны и его команда обнаружили, что низкая интенсивность магнитного поля может быть использован для передачи Н.В. центр электронной спиновой поляризации в соседний углерод-13 ядра, в результате чего гиперполяризованных ядер. Передача спина называется динамический процесс поляризации ядер в прошлом были использованы для усиления сигнала ЯМР, но всегда выполняется при высокой интенсивности магнитных полей и низких температур. Сосны и его команда рядом с алмазом, поставив постоянный магнит устраняет эти требования.
"В нашем новом исследовании мы используем микроволновую печь вместо магнитного поля в соответствии с энергией между электронами и углерода-13 ядер, тем самым устраняя некоторые из трудностей ограничений на напряженности магнитного поля и выравнивание, делая нашу технологию легче в использовании, "Король сказал:" Кроме того, в нашем предыдущем исследовании, мы приходим к выводу о существовании непрямого ядерной поляризации оптического измерения, потому что мы не можем проверить образец в целом или только очень близко к поляризации NV центра ядерной поляризуется полностью устранены. потребность в магнитном поле, мы теперь в состоянии непосредственно измерить объемную выборку по ЯМР.
В «Nature Communications» в статье, Сосны, король и другие соавторы говорят, это может быть эффективно интегрированы в существующие технологии производства и создание гиперполяризационная алмаз алмазной высокой площадью поверхности устройства должны быть в состоянии обеспечить общую передачу поляризации Платформа.
"Мы хотим, чтобы использовать существующие методы передачи поляризации - такие, как твердого и жидкого кросс-поляризации кросс-релаксации, или Н.В. центры непосредственно динамическая поляризация ядер ядерной периферии - быть высоколиквидным и твердые ядерного магнитного повышение резонанс, "сказал король, следует отметить, что это была передана в научно-исследовательской команды, используемые лазерные Сосны поляризованного Хе-129 утверждал перед поляризации твердых поверхностей и переноса жидкости. "Мы на основеОптикаН.В. поляризации гиперполяризация технологии центр более мощным и эффективным, он должен быть применен к любой молекуле-мишени, в том числе необходимости сохранения в условиях, близких окружающих биологических систем. "
