Spin-Hy­per­po­la­ri­sa­tion

In direkter Nähe zum NMR-Magneten wird die Produktion von hyperpolarisiertem Xenon in einem für Hyper-CEST-Messungen optimierten Polarisator mittels Spin Exchange Optical Pumping (SEOP) durchgeführt. Hierfür kommt ein schmalbandiger IR-Laser mit 180 W cw-Leistung zum Einsatz.

Das Bild zeigt ein modernes Labor mit verschiedenen technischen Geräten und Maschinen. Zu sehen sind große Tanks, Tischgeräte und ein Monitor. Die Umgebung wirkt sauber und organisiert, mit Rohrleitungen und einer neutralen Farbgebung. Die Ausstattung deutet auf wissenschaftliche Forschung hin.
Das Bild zeigt ein Diagramm zur Spin-Hyperpolarisation, das den Prozess der Kollision und den Austausch von Spins zwischen Rb-Atomzuständen und Xenon beschreibt. Es visualisiert Konzepte wie thermische Polarisation und Hyperpolarisation in der molekularen Bildgebung.

Der D1-Übergang von Rubidiumdampf in einer Glaszelle wird mit einem Diodenlaser gepumpt, der bei 795 nm emittiert. Zusammen mit einem statischen Magnetfeld von ca. 20 G ermöglicht dies, gemäß den Auswahlregeln eine hohe Elektronenspinpolarisation zu erreichen. Durch die Pumpzelle strömendes Xenongas nimmt diese Polarisation durch die Fermi-Kontaktwechsel-wirkung zwischen dem Rb-Elektron und dem Xe-Kern auf.

Diagramm, das die Stabilität des 129Xe-Signals in Bezug auf verschiedene Bilder zeigt. Die Kurve veranschaulicht eine SD von 3,1 % in der Lieferstabilität. Innerhalb des Diagramms ist ein vergrößertes Bild eines 129Xe-Signals mit einer Auflösung von 375 µm zu sehen.

LEIPNIX kann hyperpolarisiertes Xe mit hoher Stabilität kontinuierlich über mehrere Stunden liefern und ermöglicht so die Aufnahme von Xe-MRT-Daten, die auch kleinste Mengen von Biosensoren erkennen lassen. 

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