ダイヤモンドは、核磁気共鳴技術の未来への鍵となることがあり
黄Xueyu
www.boreway.com
2016-01-07 15:04:00
米国エネルギー省（DOE）ローレンス・バークレー国立研究所（バークレー研究所）とカリフォルニア大学（UC）バークレー校、研究者が実証されています、DIAMONDこれは、核磁気共鳴（NMR）及び磁気共鳴イメージング（MRI）技術の将来の鍵であってもよいです。
アレックスパインズの研究チームは、ダイヤモンドその場NMR過分極炭素13原子核を室温で一枚目と任意のフィールドの結晶方位を記録しました。
アレクサンダーパインズは、バークレー研究所材料科学部門のシニア教授と座席の化学研究所のカリフォルニア大学バークレー校のグレン・シーボーグ教授で研究を主導し、研究者は、任意の磁場下で室温で一枚目とダイヤモンドの結晶方位を記録しました炭素13 NMRでその場で過分極核。室温で従来のNMR / MRIマグネットに対して得られた炭素-13スピン信号表示過分極NMR / MRI信号の感度は、可能な複数の信号が高感度化の大きさを超えて、通常です。また、この過分極は、かなり正確な過分極移動であることを磁場に依存するよりも、マイクロ波を用いて達成されます。
パインズは、この研究についての記事の「ネイチャー・コミュニケーションズ」に掲載された、対応する著者でした。論文は「その場でキング市Zhongguangの室温が核スピンの過分極の窒素空孔の中心部をポンピング。」と題されています研究チームJonathanKingパインズのメンバーは、この論文の筆頭著者です。
著者らは報告し、大きな比熱収支について17万倍である体の核スピン分極の6％、観察MRI信号強調。過分極信号をスピンインサイチュNMRプローブ標準によって検出することができ、サンプルが前後に移動する必要がある、または正確な結晶配向しません。著者は、この新技術が強化された大きさに固体と液体のNMR研究のために室温で過分極感度を有効にする必要があります考えています。
「我々の調査結果は、NMR信号のかなりの強化に彼らの画期的な実験を得た科学ルシオフリードマンと彼の同僚のワイツマン研究所の結果を表しているが、それは、マイクロ波を介してダイヤモンド誘発される動的な過分極核ではありません磁場と結晶方位の正確な制御を必要とし、「パインズは言った： "不活性、非毒性、ソースを分離することは容易では現代的なNMR / MRI技術がある任意のサンプルの可能性に転送されるから部屋過分極ダイヤモンドオープンNMR / MRIの偏光念願の目標。」
どちらも、特定の非破壊化学的特性は、化学、材料、生物学および医学が不可欠な技術となっているなど、幅広い分野でのNMR / MRI技術を作ります。しかし、その感度は一定の課題です。 NMR / MRI信号は電子と原子核の固有の量子特性に基づくの「スピン」と呼ばれています。小さな棒磁石の回転が「アップ」または「ダウン」方向状態として割り当てられているように電子と核をすることができます。強い、偏光度が高い信号である - 一方向のNMR / MRI信号は、大多数の核スピンの偏光に依存します。努力の数十年後パインズと彼の研究チームは、過分極核スピンへの多数の方法を開発しました。過去2年間で、彼らはダイヤモンド結晶に焦点を当て、光の窒素空孔の中心部に位置する窒素空孔（NV）の中心不純物と呼ばれ、互いに結合されている自由をスピンされています。
「2個の隣接する炭素原子における純粋なダイヤモンドの結晶格子は、窒素原子で満たされている一つは二つの穴を残して、結晶格子から取り出し、窒素空孔を取得するときに、他の空の保持しています（NV）の中心、「パインズは説明しました。これは、ユニークかつ明確な電子スピン偏光状態を生成する、窒素原子と空孔との間の非結合電子が見えます。 "
以前の研究では、パインズと彼のチームは、低強度の磁界が過分極核をもたらし、近隣の炭素13核へのNV中心の電子スピン分極を送信するために使用することができることを見出しました。スピントランスファは、NMR信号を増強するために使用されていた過去の動的核分極プロセスと呼ばれるが、常に高強度の磁場及び低温で行われます。永久磁石を配置することによって、ダイヤモンドの次にパインズと彼のチームは、これらの要件を排除します。
「私たちの新しい研究では、使用して私たちの技術が容易になり、したがって、磁場強度とアライメントの制限の問題点のいくつかを排除し、電子と炭素13原子核との間のエネルギーに合わせて、マイクロ波の代わりに磁場を使用し、 「王は言った： "我々は全体としてサンプルまたは完全に排除することによって偏光された核のNV中心の偏光に非常に近いをテストすることはできませんので、また、私たちの以前の研究では、我々は、光学的測定によって間接的な核分極の存在を推測します。磁場の必要性、我々は今、直接NMRによりバルクサンプルを測定することができます。
資料の「ネイチャー・コミュニケーションズ」、パインズ、王と他の共著者は言う、それが効果的に既存の製造技術に統合することができ、装置の過分極ダイヤモンドダイヤモンド高表面積の作成は一般的な分極移動を提供することができるはずでプラットフォームです。
流動性の高いと固体核磁気強化であること - そのような固体と液体の交差偏波クロス緩和、またはNVセンターに直接動的核分極核周辺など - 「私たちは既存の分極移動技術を使用したいです共振は、王は言った」、これは使用するレーザーパインズはキセノン-129は固体表面と液体移送の分極前に主張した偏光の研究チームに転送されたことに留意すべきです。 「我々は、ベースオプティクスNV分極過分極技術センターより強力かつ有効であり、それは生物学的システムの近くに周囲条件で維持する必要性を含む、任意の標的分子に適用されるべきです。 "
アレックスパインズの研究チームは、ダイヤモンドその場NMR過分極炭素13原子核を室温で一枚目と任意のフィールドの結晶方位を記録しました。
アレクサンダーパインズは、バークレー研究所材料科学部門のシニア教授と座席の化学研究所のカリフォルニア大学バークレー校のグレン・シーボーグ教授で研究を主導し、研究者は、任意の磁場下で室温で一枚目とダイヤモンドの結晶方位を記録しました炭素13 NMRでその場で過分極核。室温で従来のNMR / MRIマグネットに対して得られた炭素-13スピン信号表示過分極NMR / MRI信号の感度は、可能な複数の信号が高感度化の大きさを超えて、通常です。また、この過分極は、かなり正確な過分極移動であることを磁場に依存するよりも、マイクロ波を用いて達成されます。
パインズは、この研究についての記事の「ネイチャー・コミュニケーションズ」に掲載された、対応する著者でした。論文は「その場でキング市Zhongguangの室温が核スピンの過分極の窒素空孔の中心部をポンピング。」と題されています研究チームJonathanKingパインズのメンバーは、この論文の筆頭著者です。
著者らは報告し、大きな比熱収支について17万倍である体の核スピン分極の6％、観察MRI信号強調。過分極信号をスピンインサイチュNMRプローブ標準によって検出することができ、サンプルが前後に移動する必要がある、または正確な結晶配向しません。著者は、この新技術が強化された大きさに固体と液体のNMR研究のために室温で過分極感度を有効にする必要があります考えています。
「我々の調査結果は、NMR信号のかなりの強化に彼らの画期的な実験を得た科学ルシオフリードマンと彼の同僚のワイツマン研究所の結果を表しているが、それは、マイクロ波を介してダイヤモンド誘発される動的な過分極核ではありません磁場と結晶方位の正確な制御を必要とし、「パインズは言った： "不活性、非毒性、ソースを分離することは容易では現代的なNMR / MRI技術がある任意のサンプルの可能性に転送されるから部屋過分極ダイヤモンドオープンNMR / MRIの偏光念願の目標。」
どちらも、特定の非破壊化学的特性は、化学、材料、生物学および医学が不可欠な技術となっているなど、幅広い分野でのNMR / MRI技術を作ります。しかし、その感度は一定の課題です。 NMR / MRI信号は電子と原子核の固有の量子特性に基づくの「スピン」と呼ばれています。小さな棒磁石の回転が「アップ」または「ダウン」方向状態として割り当てられているように電子と核をすることができます。強い、偏光度が高い信号である - 一方向のNMR / MRI信号は、大多数の核スピンの偏光に依存します。努力の数十年後パインズと彼の研究チームは、過分極核スピンへの多数の方法を開発しました。過去2年間で、彼らはダイヤモンド結晶に焦点を当て、光の窒素空孔の中心部に位置する窒素空孔（NV）の中心不純物と呼ばれ、互いに結合されている自由をスピンされています。
「2個の隣接する炭素原子における純粋なダイヤモンドの結晶格子は、窒素原子で満たされている一つは二つの穴を残して、結晶格子から取り出し、窒素空孔を取得するときに、他の空の保持しています（NV）の中心、「パインズは説明しました。これは、ユニークかつ明確な電子スピン偏光状態を生成する、窒素原子と空孔との間の非結合電子が見えます。 "
以前の研究では、パインズと彼のチームは、低強度の磁界が過分極核をもたらし、近隣の炭素13核へのNV中心の電子スピン分極を送信するために使用することができることを見出しました。スピントランスファは、NMR信号を増強するために使用されていた過去の動的核分極プロセスと呼ばれるが、常に高強度の磁場及び低温で行われます。永久磁石を配置することによって、ダイヤモンドの次にパインズと彼のチームは、これらの要件を排除します。
「私たちの新しい研究では、使用して私たちの技術が容易になり、したがって、磁場強度とアライメントの制限の問題点のいくつかを排除し、電子と炭素13原子核との間のエネルギーに合わせて、マイクロ波の代わりに磁場を使用し、 「王は言った： "我々は全体としてサンプルまたは完全に排除することによって偏光された核のNV中心の偏光に非常に近いをテストすることはできませんので、また、私たちの以前の研究では、我々は、光学的測定によって間接的な核分極の存在を推測します。磁場の必要性、我々は今、直接NMRによりバルクサンプルを測定することができます。
資料の「ネイチャー・コミュニケーションズ」、パインズ、王と他の共著者は言う、それが効果的に既存の製造技術に統合することができ、装置の過分極ダイヤモンドダイヤモンド高表面積の作成は一般的な分極移動を提供することができるはずでプラットフォームです。
流動性の高いと固体核磁気強化であること - そのような固体と液体の交差偏波クロス緩和、またはNVセンターに直接動的核分極核周辺など - 「私たちは既存の分極移動技術を使用したいです共振は、王は言った」、これは使用するレーザーパインズはキセノン-129は固体表面と液体移送の分極前に主張した偏光の研究チームに転送されたことに留意すべきです。 「我々は、ベースオプティクスNV分極過分極技術センターより強力かつ有効であり、それは生物学的システムの近くに周囲条件で維持する必要性を含む、任意の標的分子に適用されるべきです。 "
