論文の概要: Multi-axis fields boost SABRE hyperpolarization via new strategies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.01417v1
- Date: Thu, 2 Nov 2023 17:32:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-03 12:20:35.671277
- Title: Multi-axis fields boost SABRE hyperpolarization via new strategies
- Title（参考訳）: 新しい戦略による多軸場によるSABRE超分極促進
- Authors: Jacob R. Lindale, Loren L. Smith, Mathew W. Mammen, Shannon L.
Eriksson, Lucas Everhart, Warren S. Warren
- Abstract要約: NMRとMRIの低信号対雑音比は、現在では超分極法によって解決されている。
ほとんどのSABRE/X-SABRE実装は標準磁気共鳴よりもはるかに低い磁場を必要とする。
ここでは,SABRE(MACHETE-SABRE)のための多軸計算機支援ヘテロ核移動促進法(Multi-Axis Computer-Aided HEtero Nuclear Transfer Enhancement for SABRE)という,数値最適化のための進化的手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0699049312989311
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The inherently low signal-to-noise ratio of NMR and MRI is now being
addressed by hyperpolarization methods. For example, iridium-based catalysts
that reversibly bind both parahydrogen and ligands in solution can
hyperpolarize protons (SABRE) or heteronuclei (X-SABRE) on a wide variety of
ligands, using a complex interplay of spin dynamics and chemical exchange
processes, with common signal enhancements between $10^3-10^4$. This does not
approach obvious theoretical limits, and further enhancement would be valuable
in many applications (such as imaging mM concentration species in vivo). Most
SABRE/X-SABRE implementations require far lower fields (${\mu}T-mT$) than
standard magnetic resonance (>1T), and this gives an additional degree of
freedom: the ability to fully modulate fields in three dimensions. However,
this has been underexplored because the standard simplifying theoretical
assumptions in magnetic resonance need to be revisited. Here we take a
different approach, an evolutionary strategy algorithm for numerical
optimization, Multi-Axis Computer-aided HEteronuclear Transfer Enhancement for
SABRE (MACHETE-SABRE). We find nonintuitive but highly efficient multi-axial
pulse sequences which experimentally can produce a 10-fold improvement in
polarization over continuous excitation. This approach optimizes polarization
differently than traditional methods, thus gaining extra efficiency.
- Abstract（参考訳）: NMRとMRIの信号対雑音比は本質的に低いが、現在では超分極法によって対処されている。
例えば、溶液中でパラ水素とリガンドの両方を可逆的に結合するイリジウム系触媒は、スピンダイナミクスと化学交換過程の複雑な相互作用を用いて、プロトン(SABRE)またはヘテロヌクレ(X-SABRE)を様々なリガンド上で超分極することができる。
これは明らかな理論上の限界に近づかず、多くの応用(in vivoでのmM濃度のイメージングなど)においてさらなる増強が有用であろう。
SABRE/X-SABREの実装の多くは、標準磁気共鳴(>1T)よりもはるかに低い磁場({\mu}T-mT$)を必要とする。
しかし、磁気共鳴の理論的仮定を単純化する標準を再検討する必要があるため、これは過小評価されている。
ここでは,数値最適化のための進化戦略アルゴリズムであるsabre (machete-sabre) の多軸計算機支援ヘテロ核移動促進法について述べる。
非直感的だが高効率な多軸パルス列は連続励起よりも10倍の偏極改善を実験的に得る。
このアプローチは従来の方法とは異なる分極を最適化し、余分な効率を得る。
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