便携式核磁共振设备即将问世，无需大磁场即可提供丰富的分析结果

2022-09-06 00:45:01  信息编号：K223562  浏览次数：205

核磁共振 (NMR) 是一种具有广泛应用的分析工具，包括用于医学诊断目的的磁共振成像。然而，核磁共振通常需要产生强大的磁场，这限制了它的使用范围。

在美因茨约翰内斯古腾堡大学 (JGU) 和美因茨亥姆霍兹研究所 (HIM) 工作的研究人员，发现了通过消除对强磁场的需求来减小相应设备尺寸以及可能的相关风险的潜在新方法。

这是通过将所谓的零场至超低场 NMR 与特殊的超极化技术相结合来实现的。这种令人兴奋的新方法基于一个创新概念。它开辟了一系列机会并克服了以前的缺点。

由于磁体的原因，当前一代的 NMR 设备极其沉重和昂贵。另一个复杂的因素是目前用作冷却剂的液氦短缺。通过我们的新技术，我们正在逐步将 ZULF NMR 推向完全无磁的状态，但我们仍有许多挑战需要克服。

为了在这种情况下使磁体变得多余，Barskiy 提出了将零场至超低场核磁共振 (ZULF NMR) 与一种特殊技术相结合的想法，该技术可以使原子核超极化。

ZULF NMR 本身是一种最近开发的光谱学形式，无需大磁场即可提供丰富的分析结果。与高场核磁共振相比，另一个优势是它的信号在存在导电材料（如金属）的情况下也可以很容易地检测到。用于 ZULF NMR 的传感器，通常是光泵磁力计，灵敏度高，易于使用，并且已经在市场上销售。因此，组装 ZULF NMR 光谱仪相对简单。

然而，生成的 NMR 信号是一个需要处理的问题。迄今为止用于产生信号的方法仅适用于分析有限选择的化学品，否则会带来高昂的成本。出于这个原因，Barskiy 决定利用超极化技术 SABRE，它允许在溶液中大量对齐核自旋。有许多这样的技术会产生足以在 ZULF 条件下检测的信号。

其中包括 SABRE，即通过可逆交换进行信号放大的缩写，已被证明特别适合。SABRE 技术的核心是一种铱金属络合物，它介导自旋顺序从仲氢到基板的转移。Barskiy 通过采用 SABRE-Relay成功地避免了样品与复合体临时结合所带来的不利影响。在这种情况下，SABER 用于诱导极化，然后将其传递到辅助基板。

这个简单的例子展示了我们如何借助廉价、快速和通用的超极化方法扩展 ZULF NMR 的应用范围，即开发可用于分析血液和**等液体的紧凑型便携式设备。