Exploring the Limits of Overhauser Dynamic Nuclear Polarization (O-DNP) for Portable Magnetic Resonance Detection of Low γ Nuclei


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy in portable, permanent magnet-based spectrometers is primarily limited to nuclei with higher gyromagnetic ratio, γ, such as 1H, 19F, and 31P due to the limited field strength achievable in these systems. Overhauser effect dynamic nuclear polarization (O-DNP), which transfers polarization from an unpaired electron to a nucleus by saturating an electron paramagnetic resonance transition with an oscillating radio frequency magnetic field, B1e, can increase the polarization of low γ nuclei by hundreds or even thousands, enabling detection in a portable system. We have investigated the potential for O-DNP to enhance signals using (4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl)oxyl (TEMPO hereafter) as a source of unpaired electrons in a homebuilt ultra-low field (ULF) O-DNP-NMR spectrometer. We have found, in general, that larger concentrations of TEMPO are required for effective O-DNP with low γ nuclei, which has a number of important effects. Spin exchange effects cause the EPR lines to overlap and ultimately merge at high concentrations of TEMPO, fundamentally increasing the maximum possible enhancement, while the electron–electron dipolar interaction reduces both longitudinal and transverse relaxation times for the electrons, dramatically increasing the required B1e strength. The relationship between TEMPO concentration, B1e magnitude and O-DNP enhancement is quantified, and strategies for achieving these fields are discussed.

Об авторах

J. Yoder

Bioenergy and Biome Sciences Group, Los Alamos National Laboratory

Email: janicke@lanl.gov
ORCID iD: 0000-0003-2956-7505
США, MS G758, Los Alamos, NM, 87545

P. Magnelind

Applied and Modern Physics Group, Los Alamos National Laboratory

Email: janicke@lanl.gov
США, MS D454, Los Alamos, NM, 87545

M. Espy

Non-destructive Testing and Evaluation Group, Los Alamos National Laboratory

Email: janicke@lanl.gov
США, MS P915, Los Alamos, NM, 87545

M. Janicke

Inorganic, Isotope and Actinide Chemistry Group, Los Alamos National Laboratory

Автор, ответственный за переписку.
Email: janicke@lanl.gov
США, MS J514, Los Alamos, NM, 87545

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Springer-Verlag GmbH Austria, part of Springer Nature, 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».