• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

富含氦气的混合物可改善批量临床规模氙-129 的自旋交换光学泵浦。

Helium-rich mixtures for improved batch-mode clinical-scale spin-exchange optical pumping of Xenon-129.

机构信息

Department of Chemistry, Integrative Biosciences (Ibio), Wayne State University, Karmanos Cancer Institute (KCI), 5101 Cass Ave, Detroit, MI 48202, United States.

XeUS Technologies, G. Karaiskaki 2A, P. Lakatamia, Nicosia 2312, Cyprus.

出版信息

J Magn Reson. 2020 Jun;315:106739. doi: 10.1016/j.jmr.2020.106739. Epub 2020 Apr 30.

DOI:10.1016/j.jmr.2020.106739
PMID:32408239
Abstract

We present studies of spin-exchange optical pumping (SEOP) using ternary xenon-nitrogen-helium gas mixtures at high xenon partial pressures (up to 1330 Torr partial pressure at loading, out of 2660 Torr total pressure) in a 500-mL volume SEOP cell, using two automated batch-mode clinical-scale Xe hyperpolarizers operating under continuous high-power (~170 W) pump laser irradiation. In this pilot study, we explore SEOP in gas mixtures with up to 45% He content under a wide range of experimental conditions. When an aluminum jacket cooling/heating design was employed (GEN-3 hyperpolarizer), Xe polarization (%P) of 55.9 ± 0.9% was observed with mono-exponential build-up rate γ of 0.049 ± 0.001 min for the He-rich mixture (1000 Torr Xe/900 Torr He, 100 Torr N), compared to %P of 49.3 ± 3.3% at γ of 0.035 ± 0.004 min for the N-rich gas mixture (1000 Torr Xe/100 Torr He, 900 Torr N). When forced-air cooling/heating was used (GEN-2 hyperpolarizer), %P of 83.9 ± 2.7% was observed at γ of 0.045 ± 0.005 min for the He-rich mixture (1000 Torr Xe/900 Torr He, 100 Torr N), compared to %P of 73.5 ± 1.3% at γ of 0.028 ± 0.001 min for the N-rich gas mixture (1000 Torr Xe and 1000 Torr N). Additionally, %P of 72.6 ± 1.4% was observed at a build-up rate γ of 0.041 ± 0.003 min for a super-high-density He-rich mixture (1330 Torr Xe/1200 Torr He/130 Torr N), compared to %P = 56.6 ± 1.3% at a build-up rate of γ of 0.034 ± 0.002 min for an N-rich mixture (1330 Torr Xe/1330 Torr N) using forced air cooling/heating. The observed SEOP hyperpolarization performance under these conditions corresponds to %P improvement by a factor of 1.14 ± 0.04 at 1000 Torr Xe density and by up to a factor of 1.28 ± 0.04 at 1330 Torr Xe density at improved SEOP build-up rates by factors of 1.61 ± 0.18 and 1.21 ± 0.11 respectively. Record %P levels have been obtained here: 83.9 ± 2.7% at 1000 Torr Xe partial pressure and 72.6 ± 1.4% at 1330 Torr Xe partial pressure. In addition to improved thermal stability for SEOP, the use of He-rich gas mixtures also reduces the overall density of produced inhalable HP contrast agents; this property may be desirable for HP Xe inhalation by human subjects in clinical settings-especially in populations with heavily impaired lung function. The described approach should enjoy ready application in the production of inhalable Xe contrast agent with near-unity Xe nuclear spin polarization.

摘要

我们展示了在高氙分压(加载时高达 1330 托,总压为 2660 托)下使用三元氙-氮-氦气体混合物进行自旋交换光学泵浦(SEOP)的研究,在 500 毫升 SEOP 细胞中使用两种自动化批量临床规模的 Xe 超极化器,在连续高功率(约 170 W)泵浦激光照射下运行。在这项初步研究中,我们在广泛的实验条件下探索了含高达 45%氦的气体混合物中的 SEOP。当采用铝套冷却/加热设计(GEN-3 超极化器)时,与富含氮的气体混合物(1000 托 Xe/100 托 He,900 托 N)中γ为 0.035±0.004 min 的 49.3±3.3%相比,富含氦的混合物(1000 托 Xe/900 托 He,100 托 N)中观察到 Xe 极化率(%P)为 55.9±0.9%,γ为 0.049±0.001 min。当使用强制风冷/加热时(GEN-2 超极化器),与富含氮的气体混合物(1000 托 Xe/1000 托 N)中γ为 0.028±0.001 min 的 73.5±1.3%相比,富含氦的混合物(1000 托 Xe/900 托 He,100 托 N)中观察到 83.9±2.7%的%P,γ为 0.045±0.005 min。此外,对于超高密度富含氦的混合物(1330 托 Xe/1200 托 He/130 托 N),在γ为 0.041±0.003 min 的建立率下观察到 72.6±1.4%的%P,与在γ为 0.034±0.002 min 的富含氮的混合物(1330 托 Xe/1330 托 N)相比,%P=56.6±1.3%,使用强制风冷/加热。在这些条件下观察到的 SEOP 超极化性能对应于在 1000 托 Xe 密度下的 1.14±0.04%的%P 提高,并且在 1330 托 Xe 密度下的 1.28±0.04%的%P 提高,通过分别为 1.61±0.18 和 1.21±0.11 的改进 SEOP 建立率因子提高。在此获得了创纪录的%P 水平:在 1000 托 Xe 分压下为 83.9±2.7%,在 1330 托 Xe 分压下为 72.6±1.4%。除了 SEOP 的热稳定性提高外,富含氦的气体混合物的使用还降低了产生的可吸入 HP 对比剂的整体密度;在临床环境中,尤其是在肺部功能严重受损的人群中,对人类受试者吸入 HP Xe 而言,这一特性可能是可取的。所描述的方法应可轻松应用于生产近全 Xe 核自旋极化的可吸入 Xe 造影剂。

相似文献

1
Helium-rich mixtures for improved batch-mode clinical-scale spin-exchange optical pumping of Xenon-129.富含氦气的混合物可改善批量临床规模氙-129 的自旋交换光学泵浦。
J Magn Reson. 2020 Jun;315:106739. doi: 10.1016/j.jmr.2020.106739. Epub 2020 Apr 30.
2
Pilot multi-site quality assurance study of batch-mode clinical-scale automated xenon-129 hyperpolarizers.批处理模式临床规模自动化氙-129 极化器的多点质量保证研究。
J Magn Reson. 2020 Jul;316:106755. doi: 10.1016/j.jmr.2020.106755. Epub 2020 May 29.
3
XeUS: A second-generation automated open-source batch-mode clinical-scale hyperpolarizer.XeUS:第二代自动化开源批处理式临床规模的极化器。
J Magn Reson. 2020 Oct;319:106813. doi: 10.1016/j.jmr.2020.106813. Epub 2020 Sep 1.
4
Pilot Quality-Assurance Study of a Third-Generation Batch-Mode Clinical-Scale Automated Xenon-129 Hyperpolarizer.第三代批处理式临床规模自动化氙气-129 极化器的初步质量保证研究。
Molecules. 2022 Feb 16;27(4):1327. doi: 10.3390/molecules27041327.
5
Batch-Mode Clinical-Scale Optical Hyperpolarization of Xenon-129 Using an Aluminum Jacket with Rapid Temperature Ramping.使用带快速温度斜坡的铝套进行批量模式临床规模氙-129 的光学超极化。
Anal Chem. 2020 Mar 17;92(6):4309-4316. doi: 10.1021/acs.analchem.9b05051. Epub 2020 Mar 2.
6
Temperature-ramped (129)Xe spin-exchange optical pumping.温度扫描式(129)Xe自旋交换光抽运。
Anal Chem. 2014 Aug 19;86(16):8206-12. doi: 10.1021/ac501537w. Epub 2014 Jul 10.
7
Multidimensional mapping of spin-exchange optical pumping in clinical-scale batch-mode 129Xe hyperpolarizers.临床规模批量模式129Xe超极化器中自旋交换光泵浦的多维映射。
J Phys Chem B. 2014 May 8;118(18):4809-16. doi: 10.1021/jp501493k. Epub 2014 Apr 25.
8
Automated Low-Cost In Situ IR and NMR Spectroscopy Characterization of Clinical-Scale Xe Spin-Exchange Optical Pumping.临床规模氙自旋交换光泵浦的自动化低成本原位红外和核磁共振光谱表征
Anal Chem. 2021 Mar 2;93(8):3883-3888. doi: 10.1021/acs.analchem.0c04545. Epub 2021 Feb 16.
9
XeNA: an automated 'open-source' (129)Xe hyperpolarizer for clinical use.XeNA:一种用于临床的自动化“开源”(129)Xe 极化仪。
Magn Reson Imaging. 2014 Jun;32(5):541-50. doi: 10.1016/j.mri.2014.02.002. Epub 2014 Feb 10.
10
A 3D-printed high power nuclear spin polarizer.一种 3D 打印的高功率核自旋极化器。
J Am Chem Soc. 2014 Jan 29;136(4):1636-42. doi: 10.1021/ja412093d. Epub 2014 Jan 21.

引用本文的文献

1
Pilot Quality-Assurance Study of a Third-Generation Batch-Mode Clinical-Scale Automated Xenon-129 Hyperpolarizer.第三代批处理式临床规模自动化氙气-129 极化器的初步质量保证研究。
Molecules. 2022 Feb 16;27(4):1327. doi: 10.3390/molecules27041327.
2
Enabling Clinical Technologies for Hyperpolarized Xenon Magnetic Resonance Imaging and Spectroscopy.用于超极化氙磁共振成像和波谱学的临床技术实现。
Angew Chem Int Ed Engl. 2021 Oct 4;60(41):22126-22147. doi: 10.1002/anie.202015200. Epub 2021 Jun 9.
3
In vivo methods and applications of xenon-129 magnetic resonance.
氙-129 磁共振的体内方法和应用。
Prog Nucl Magn Reson Spectrosc. 2021 Feb;122:42-62. doi: 10.1016/j.pnmrs.2020.11.002. Epub 2020 Dec 9.