Wzmocnienie sygnału metodą odwracalnej wymiany, SABRE (od angielskiego Signal Amplification by Reversible Exchange) – jedna z dwóch metod wzmocnienia sygnału rezonansu magnetycznego wykorzystujących parawodór. Przeprowadzenie eksperymentu SABRE wymaga zmieszania roztworu cząsteczki, która będzie hiperpolaryzowana, katalizatora przeniesienia hiperpolaryzacji oraz parawodoru.
Hiperpolaryzacja Ze względu na małą różnicę energii między stanami spinowymi wodoru, różnica w ich obsadzeniu jest bardzo mała. Różnica ta nazywana jest polaryzacją. W stanie równowagi termodynamicznej różnice te są niewielkie, rzędu 10-6. Celem hiperpolaryzacji jest zwiększenie różnicy obsadzeń tych poziomów przy zadanych parametrach pola magnetycznego spektrometru w celu wykrycia wyraźniejszego sygnału NMR.
Parawodór Do przeprowadzenia hiperpolaryzacji metodą SABRE konieczne jest użycie parawodoru. Jest to jeden z izomerów spinowych wodoru. Różnią się one wzajemnym ułożeniem spinów jąder wodoru w cząsteczce H2. W temperaturze pokojowej stosunek między liczby cząsteczek ortowodoru do liczby cząsteczek parawodoru wynosi 3:1. W temperaturze około 77 K w mieszaninie takiej znajduje się mniej więcej równa liczba cząsteczek orto- i parawodoru.
Katalizatory Rolą katalizatora w hiperpolaryzacji metodą SABRE jest przeniesienie wysokiego stopnia polaryzacji jądrowej z jąder wodoru na jądra atomów hiperpolaryzowanej cząsteczki. Stosowanie katalizatorów zawierających toksyczny iryd przez długi czas stanowiło przeszkodę w zastosowaniu produktów SABRE w celach biomedycznych, podobnie jak kwestia rozpuszczalności rzeczonych katalizatorów. Nowe perspektywy w tym zakresie stwarza zastosowanie katalizatorów niezawierających atomów metalu. Prowadzone są także prace nad minimalizacją stężenia katalizatora w mieszaninie podawanej pacjentowi poprzez separację katalizatora. Niedawno pojawiły się doniesienia o hiperpolaryzacji związków przeciwnowotworowych w celu badania ich metabolizmu.
Istotnym czynnikiem wpływającym na efektywność transferu polaryzacji jest zatłoczenie steryczne katalizatora.
Przebieg eksperymentu SABRE Podczas eksperymentu SABRE roztwór katalizatora oraz hiperpolaryzowanej cząsteczki wystawiany jest na kontakt z parawodorem. W wyniku tego tworzy się labilny kompleks katalizator – substraty – wodór, który po pewnym czasie się rozpada. Dzięki temu istnieje możliwość wielokrotnego hiperpolaryzowania danej cząsteczki.
Przypisy
Kategoria:Rezonans magnetyczny