Erzeugung hochsensitiver molekularer Biomarker für die 19F Hoch- und Tieffeld-NMR durch Transfer der Parawasserstoff-induzierten Hyperpolarisation von 1H auf 19F

通过将仲氢诱导的超极化从 1H 转移到 19F，生成 19F 高场和低场 NMR 的高灵敏度分子生物标志物

• 批准号: 90150357
• 负责人: Professor Dr. Johannes Bernarding
• 金额: --
• 依托单位: Fachgebiet Physikalische Chemie
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2014-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/90150357?language=en
• 关键词: Erzeugung; hochsensitiver; molekularer; Biomarker; die

Die geringe Empfindlichkeit der NMR bildet das Haupthindernis zur Untersuchung molekularer Prozesse in der Biomedizin mittels Magnetresonanztechniken. Eine Steigerung der Sensitivität erfordert entweder höhere Polarisationsfelder, empfindlichere Detektoren oder neuartige, nicht-thermische Polarisationstechniken. Spezielle Hyperpolarisationstechniken ermöglichen Steigerungen des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) um bis zu 104, was einem 102-104 höheren Polarisationsfeld entsprechen würde. Mit angepassten Nachweistechniken wurden spezifische hochsensitive molekulare Sonden realisiert, die NMR-gestützt und nicht-invasiv molekulare Prozesse aufklären können. Die hohe Sensitivität wird außerdem neuartige Anwendungen in der Niedrig-Feld- und mobilen NMR ermöglichen. Erste Anwendungen zeigen die prinzipielle Machbarkeit verschiedener Hyperpolarisationstechniken. In diesem Antrag soll die Parawasserstoff-induzierte Hyperpolarisation (PHIP) für Heterokerne weiter ausgebaut werden. Durch katalytisch beschleunigte Hydrierreaktionen sollen biomedizinisch wichtige Markersubstanzen erzeugt und sekundär die Hyperpolarisation vom 1H auf 19F übertragen werden. 19F-markierte Substanzen bieten den großen Vorteil, dass kein natürliches Hintergrundsignal vorliegt und damit die Substanz eindeutig als Positivmarker genutzt werden kann. Zum Transfer der PHIP auf 19F liegen erst wenige Untersuchungen vor, außerdem müssen die Herstellung potentieller Substanzen und die Lebensdauer der Hyperpolarisation optimiert werden. Ziel des Antrags sind Grundlagenuntersuchungen zur experimentellen und theoretischen Analyse des PHIP-basierten Hyperpolarisationstransfers von 1H auf 19F in physiologisch verträglichen 19F-markierten Substanzen in vergleichenden Untersuchungen im Hoch- und Tieffeld. Dies erfordert den Aufbau einer Tieffeldapparatur und die Maximierung der Sensitivität in Tieffeldanwendungen durch Optimierung der Detektionsapparatur. Die Evaluation der Technik wird in vitro und in vivo am Tier erfolgen.

核磁共振研究是生物医学中磁力技术中分子研究的重要课题。 Nicht-thermische 偏振技术。高敏感分子 Sonden realisiert，核磁共振技术和非侵入性分子 Prozesse aufklären können。 In diesem Antrag soll die Parawasserstoff-induzierte 超极化 (PHIP) für Heterokerne weiter ausgebaut werden。 sekundär die 超极化 vom 1H auf 19F übertragen werden。 PHIP-basierten 超极化传输模具评估Tier erfolgen 的体外和体内技术。

项目成果

NMR Studies of the Reaction Path of the o-H2/p-H2 Spin Conversion Catalyzed by Vaska’s Complex in the Solid State

Vaska配合物固态催化o-H2/p-H2自旋转化反应路径的NMR研究

• DOI: 10.1007/s00723-012-0395-9
• 发表时间: 2013
• 期刊: Applied Magnetic Resonance
• 影响因子: 1
• 作者: J. Matthes;S. Gründemann;G. Buntkowsky;B. Chaudret;H.-H. Limbach
• 通讯作者: H.-H. Limbach

Application of Parahydrogen-Induced Polarization to Unprotected Dehydroamino Carboxylic Acids

仲氢诱导极化在未保护的脱氢氨基羧酸中的应用

• DOI: 10.1007/s00723-012-0391-0
• 发表时间: 2013
• 期刊: Applied Magnetic Resonance
• 影响因子: 1
• 作者: Th. Trantzschel;M. Plaumann;J.Bernarding;D.Lego;T. Ratajczyk;S. Dillenberger;G. Buntkowsky;J. Bargon;U. Bommerich
• 通讯作者: U. Bommerich

Parahydrogen induced polarization in face of keto-enol tautomerism: proof of concept with hyperpolarized ethanol.

面对酮-烯醇互变异构现象的仲氢诱导极化：超极化乙醇的概念证明

• DOI: 10.1039/c2cp40272f
• 发表时间: 2012
• 期刊: Physical chemistry chemical physics : PCCP
• 作者: Th. Trantzschel;J. Bernarding;M. Plaumann;D. Lego;T. Gutmann;T. Ratajczyk;S. Dillenberger;G. Buntkowsky;J. Bargon;U. Bommerich
• 通讯作者: U. Bommerich

Time domain para hydrogen induced polarization.

氢激发极化的时域

• DOI: 10.1016/j.ssnmr.2012.02.002
• 发表时间: 2012
• 期刊: Solid state nuclear magnetic resonance
• 影响因子: 3.2
• 作者: T. Ratajczyk;T. Gutmann;S. Dillenberger;S. Abdulhussaein;J. Frydel;H. Breitzke;U. Bommerich;Th. Trantzschel;J. Bernarding;P. Magusin;G. Buntkowsky
• 通讯作者: G. Buntkowsky