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Continuous Radio Amplification by Stimulated Emission of Radiation using Parahydrogen Induced Polarization (PHIP-RASER) at 14 Tesla.
ChemPhysChem ( IF 2.3 ) Pub Date : 2020-02-11 , DOI: 10.1002/cphc.201901056 Andrey N Pravdivtsev 1 , Frank D Sönnichsen 2 , Jan-Bernd Hövener 1
ChemPhysChem ( IF 2.3 ) Pub Date : 2020-02-11 , DOI: 10.1002/cphc.201901056 Andrey N Pravdivtsev 1 , Frank D Sönnichsen 2 , Jan-Bernd Hövener 1
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Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is an intriguing quantum‐mechanical effect that is used for routine medical diagnostics and chemical analysis alike. Numerous advancements have contributed to the success of the technique, including hyperpolarized contrast agents that enable real‐time imaging of metabolism in vivo. Herein, we report the finding of an NMR radio amplification by stimulated emission of radiation (RASER), which continuously emits 1H NMR signal for more than 10 min. Using parahydrogen induced hyperpolarization (PHIP) with 50 % para‐hydrogen, we demonstrated the effect at 600 MHz but expect that it is functional across a wide range of frequencies, e.g. 101–103 MHz. PHIP‐RASER occurs spontaneously or can be triggered with a standard NMR excitation. Full chemical shift resolution was maintained, and a linewidth of 0.6 ppb was achieved. The effect was reproduced by simulations using a weakly coupled, two spin‐
system. All devices used were standard issue, such that the effect can be reproduced by any NMR lab worldwide with access to liquid nitrogen for producing parahydrogen.
中文翻译：
使用仲氢诱导极化 (PHIP-RASER) 在 14 特斯拉下通过受激辐射发射连续无线电放大。
核磁共振 (NMR) 是一种有趣的量子力学效应，可用于常规医学诊断和化学分析等。许多进步促成了该技术的成功，包括能够对体内代谢进行实时成像的超极化造影剂。在此，我们报告了受激辐射核磁共振无线电放大（RASER）的发现，它连续发射1 H NMR 信号超过 10 分钟。使用具有 50% 仲氢的仲氢诱导超极化 (PHIP)，我们证明了在 600 MHz 下的效果，但预计它可以在很宽的频率范围内发挥作用，例如 10 1 –10 3 MHz。PHIP-RASER 自发发生或可以通过标准 NMR 激发触发。保持完整的化学位移分辨率，并实现了 0.6 ppb 的线宽。使用弱耦合的双自旋系统进行模拟再现了该效应。使用的所有设备都是标准配置，因此世界各地任何能够使用液氮生产仲氢的 NMR 实验室都可以重现该效果。
更新日期：2020-02-11
system. All devices used were standard issue, such that the effect can be reproduced by any NMR lab worldwide with access to liquid nitrogen for producing parahydrogen.
中文翻译：
使用仲氢诱导极化 (PHIP-RASER) 在 14 特斯拉下通过受激辐射发射连续无线电放大。
核磁共振 (NMR) 是一种有趣的量子力学效应，可用于常规医学诊断和化学分析等。许多进步促成了该技术的成功，包括能够对体内代谢进行实时成像的超极化造影剂。在此，我们报告了受激辐射核磁共振无线电放大（RASER）的发现，它连续发射1 H NMR 信号超过 10 分钟。使用具有 50% 仲氢的仲氢诱导超极化 (PHIP)，我们证明了在 600 MHz 下的效果，但预计它可以在很宽的频率范围内发挥作用，例如 10 1 –10 3 MHz。PHIP-RASER 自发发生或可以通过标准 NMR 激发触发。保持完整的化学位移分辨率，并实现了 0.6 ppb 的线宽。使用弱耦合的双自旋
系统进行模拟再现了该效应。使用的所有设备都是标准配置，因此世界各地任何能够使用液氮生产仲氢的 NMR 实验室都可以重现该效果。
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