Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В ходе первого года работы по проекту был получен ряд новых результатов, актуальных для развития методов ядерного магнитного резонанса, использующих параводород в качестве источника усиления сигналов. Получение параводорода относительно несложно и дешево, а начальный «спиновый порядок» протонов весьма высок: почти все молекулы H2 находятся в одном и том же спиновом состоянии. Тем не менее, в данном случае следует различать «поляризацию» спинов вдоль внешнего поля и синглетный «спиновый порядок» параводорода, который сам по себе не дает фактического усиления сигнала, поскольку синглетное состояние двух протонов не дает сигнала ЯМР. Чтобы получить индуцируемую параводородом поляризацию ядер (ИППЯ), требуется дополнительный шаг – нарушение симметрии, которое обеспечивается химической реакцией. На данной стадии либо параводород химически присоединяется к молекуле с ненасыщенной C-C связью, либо же его спиновый порядок переносится на субстрат в промежуточном металлоорганическом комплексе. Первая схема соответствует традиционной ИППЯ с каталитическим гидрированием, тогда как вторая схема получила название SABRЕ (усиление сигнала обратимым обменом). Оба метода широко используются для усиления сигналов ЯМР, для исследования химических процессов и для повышения чувствительности в аналитических приложениях ЯМР. В 2019 году в указанном научном направлении получены следующие результаты: - Создана экспериментальная установка для барбатирования растворов параводородом в ЯМР ампуле при высоких давлениях (до 20 бар). Установка полностью автоматизирована (управляется с компьютера и консоли ЯМР спектрометра), совместима с дополнительными устройствами (устройства для переключения магнитного поля) и синхронизирована с импульсными программами ЯМР. Получена оценка времени жизни синглетного спинового порядка Н2 в растворе в присутствии катализатора гидрирования. - В лаборатории немецкого партнера создана экспериментальная установка для быстрого и контролируемого переключения внешнего магнитного поля. Для создания установки на основе неэкранированного ЯМР магнита определена зависимость магнитного поля рассеяния от расстояния для ЯМР спектрометра, имеющегося в Дармштадте, изготовлен пятислойный магнитный экран, создана система для позиционирования образца. Установка смонтирована и протестирована. Характеристики установки: диапазон расстояний – 0-125 см, время перемещения образца между крайними положениями – 0.4 секунды, рабочий диапазон полей – 10 нТл – 11.7 Тл. - Получены новые результаты по изучению антифазной линии (АФЛ) Н2 в растворе в трех экспериментальных системах – образцах с родиевым катализатором гидрирования, комплексом Ir-IMes, комплексом Крэбтри при различных давлениях параводорода и температуре. Определены оптимальные условия для проведения экспериментов и для получения максимально интенсивности АФЛ. Проведены эксперименты с переключением поля, в которых барбатирование образца параводородом проводилось в различных магнитных полях, а регистрация сигнала АФЛ – в поле ЯМР спектрометра 9.4 тесла. Таким образом, определена зависимость интенсивности сигнала АФЛ от магнитного поля, в котором происходит пара-орто-конверсия в комплексе с молекулярным водородом. Полученные зависимости свидетельствуют о когерентном механизме S-T0 конверсии за счет разности резонансных частот атомов Н в комплексе. Таким образом, продемонстрированы аналитические возможности АФЛ для изучения «невидимых» комплексов с молекулярным водородом. - Апробированы импульсные последовательности для конверсии двухспинового порядка в интегральную спиновую намагниченность для ряда двухспиновых и трехспиновых систем с использованием двух подходов – применением адиабатических радиочастотных (РЧ) импульсов и регистрацией сигнала эха вне фазы. Показано, что в случае ИППЯ оба подхода обеспечивают необходимый тип спиновой конверсии, однако более предпочтительным оказывается использование сигналов эха вне фазы. Для гиперполяризованной молекулы О-аллил-L-тирозин последовательность эха вне фазы дает коэффициенты усиления примерно в 1350 раз; а метод APSOC – примерно 750 раз. Разработаны и апробированы методы переноса двухспинового порядка протонов, генерируемого при помощи ИППЯ, на гетероядра, в частности на ядра С-13. В таких экспериментах использовались переключаемые РЧ-поля и медленное (адиабатическое прохождение антипересечений уровней во вращающейся системе отсчета). Применение различных методов оптимизации эксперимента (оптимизация температуры образца и давления параводорода, а также задержек в импульсной схеме эксперимента и форм РЧ-импульсов) позволило достигнуть усиления сигналов ЯМР С-13 примерно в 43,000 раз, что соответствует поляризации ядер С-13 на уровне примерно 35% (на сегодня это рекордные показатели для гиперполяризации ядер С-13 методов ИППЯ). Аналогичная работа проведена для оптимизации импульсных последовательностей для переноса поляризации SABRE. В данной ситуации также установлено, что в иридиевых комплексах имеет место быстрое смешивание состояний S и T0 молекулярного водорода в комплексе, что делает неэффективными ряд импульсных последовательностей для переноса поляризации на ядра N-15, а именно, последовательностей, которые конвертируют разность населенностей S и T0 в спиновую намагниченность ядер N-15. - Получены результаты по SABRЕ в сильном поле с использованием переноса поляризации в пересечениях уровней во вращающейся системе отсчета и ре-поляризации, т.е. многократного переноса поляризации в комплексе с молекулярным водородом. Для этого проведено дальнейшее развитие методов получения огибающих РЧ импульсов, которые обеспечивают быстрое адиабатическое изменение гамильтониана спиновой системы. Идея данных методов заключается в том, что огибающие импульсов рассчитываются так, чтобы обобщенный параметр адиабатичности был постоянным в ходе переключения. В случае SABRЕ (ввиду усложнения спиновой системы и появления истинных пересечений уровней, а не антипересечений) предложен метод элиминирования сингулярностей при расчете огибающих импульсов. - С использованием ИППЯ продемонстрирована возможность регистрации биоактивного аналога пептида SFTI-1 (ингибитора трипсина подсолнечника-1) методами ультрабыстрой двумерной ЯМР спектроскопии. Для генерации ИППЯ применялось мечение пептида O-пропаргил-тирозином, что позволило добиться усиления сигналов в одномерных спектрах ЯМР в 1,200 раз. Наличие таких значительных усилений сигналов позволило получить двумерные спектры ЯМР всего за 10 секунд в образцах с низкой концентрацией SFTI-1 – для регистрации спектров применялись методы ультрабыстрой ЯМР спектроскопии. В работе получены двумерные спектры типов COSY и TOCSY, в которых кросс-пики формируются за счет скалярных спин-спиновых взаимодействий. Для ультрабыстрой регистрации применялись известные из литературы импульсные последовательности, в которых используются РЧ-импульсы и импульсные градиенты магнитного поля. В таких экспериментах применение ИППЯ обеспечило значительный выигрыш в чувствительности, критически необходимый для регистрации спектров методами ультрабыстрой ЯМР спектроскопии. - Проведен значительный объем работ по оптимизации метода APSOC (Adiabatic Passage Spin Order Conversion) путем реализации «быстрого» адиабатического изменения спинового гамильтониана. Были предложены (и апробированы на значительном количестве экспериментальных систем) методы расчета огибающих РЧ-импульсов с «постоянной адиабатичностью», как в численных расчетах спиновой динамики, так и в экспериментах с различными спиновыми парами (пары протонов, пары спинов С-13 и N-15), как сильно связанными, так и слабо связанными. Фактически, расчет параметров и применение РЧ-импульсов с «постоянной адиабатичностью» полностью стандартизованы и сегодня могут применяться (и уже применялись в настоящем проекте) для решения широкого круга задач. - Измерена зависимость времени жизни синглетного порядка от напряженности внешнего магнитного поля для производных тиофена (3-хлоротиофен-2-карбоновой кислоты и 3-бромотиофен-2-карбоновой кислоты) и для дипептида аланин-глицин, причем эксперименты проводились как в чистых обезгаженных водных растворах, так и в водных растворах с добавками стабильных нитроксильных радикалов. Показано, что в магнитных полях менее 1 тесла синглетный порядок становится долгоживущим даже в присутствии парамагнитных примесей. Данное наблюдение позволило объяснить вид спектров динамической поляризации ядер после транспорта поляризованных молекул из поля поляризатора в поле ЯМР спектрометра Предложенная исполнителями проекта интерпретация была подтверждена расчетами спиновой динамики. - Развиты подходы для эффективной генерации синглет-триплетных когерентностей для пары спинов, близких к эквивалентности, - такими когерентностями являются одноквантовые «внешние» когерентности и нуль-квантовая «внутренняя» когерентность. Когерентности первого типа можно наблюдать, измеряя интенсивность «запрещенных» переходов в спектре, тогда как когерентность второго типа не имеет спектральных проявлений, но может быть зарегистрирована косвенными методами. Методы генерации синглет-триплетных когерентностей разработаны и апробированы на производном нафталина, содержащем пару спиновых меток – двух ядер С-13 с близкими химическими сдвигами. Для когерентностей обоих типов достигнута эффективность генерации, близкая к максимальному теоретически возможному значению. При этом показано, что «внутренняя» когерентность является долгоживущей, т.е. ее эволюция невосприимчива к дефазировке под действием неоднородностей магнитного поля. Данное свойство позволило, во-первых, провести эксперименты в различных магнитных полях, во-вторых, с очень высокой точностью (до миллигерц) измерить константу спин-спинового взаимодействия. В поле 5 миллитесла время жизни составило 200 сек, что является исключительно долгим временем жизни когерентности. - Проведены эксперименты по косвенной регистрации короткоживущих иридиевых комплексов N-гетероциклических карбенов (комплексов SABRЕ) с параводородом. Для регистрации комплексов применялся метод переноса насыщения за счет химического обмена (Chemical Exchange Saturation Transfer, CEST). Эксперименты проводились в растворах с метанолом; из спектров CEST обнаружено присутствие трех типов комплексов. Для установления типов комплексов (а именно, для доказательства формирования комплексов с метанолом и Cl– в качестве лигандов) также проводились эксперименты в чистом пиридине и эксперименты с заменой противоиона на PF6–. Проведены измерения времени жизни синглетного состояния молекулярного водорода в растворе в присутствии различных комплексов, а также в присутствии и отсутствии спин-локинга. Метод CEST впервые применен для исследования гидридных интермедиатов металлоорганического комплекса [Ir(IMes)(Py)3(H)2]Cl. Такие комплексы, как правило, невозможно наблюдать методами ЯМР ввиду их низкой концентрации. В работе зарегистрированы и охарактеризованы комплексы [Ir(Cl)(IMes)(Py)2(H)2] и [Ir(CD3OD)(IMes)(Py)2(H)2] при комнатной температуре. Исследование спиновой динамики исключительно важно для понимания спиновой динамики в комплексах SABRЕ. Так, если избавиться от [Ir(Cl)(IMes)(Py)2(H)2] и удерживать синглетный спиновый порядок при помощи спин-локинга, можно добиться увеличения времени жизни синглетного порядка примерно в 10 раз, с 2.2 секунды до 27.2 секунды. - Проведено исследование долгоживущих спиновых состояний гетероядер, которые образуются в ультраслабых полях (десятки-сотни нанотесла), где реализуется режим «сильной» связи спинов гетероядер. Исследованы состояния протонов и ядер С-13 для молекулы метилпропиолата, в которой имеются СН и СН3 группы. Определены времена жизни различных состояний, показано, что долгоживущие состояния формируются в обеих группах. Проведены аналитические и численные расчеты спиновой динамики, направленные на выявление типа долгоживущих состояний и на моделирование экспериментальных данных. Исследованы гетероядерные долгоживущие спиновые состояния в ультраслабых магнитных полях. Переход в поля порядка 100 нанотесла (примерно на три порядка величины ниже поля Земли) обусловлен необходимостью выполнения условия «сильной» связи спинов. Для молекулы метил-пропиолата на естественном содержании изотопа С13 обнаружены долгоживущие спиновые моды для CH и CH3 групп. Проведена интерпретация экспериментов, идентифицированы состояния, имеющие долгое время жизни и установлены проявления таких мод в спектрах ЯМР, регистрируемых в сильном магнитном поле. Данные результаты подтверждены численными расчетами спиновой динамики. - Проведено исследование долгоживущего спинового состояния в N-15,N'-15-азобензоле – молекуле, имеющей пару спинов, близких к эквивалентности. Показано, что в транс-азобензоле синглетное состояние спинов азота имеет долгоживущий характер. Решение проблема генерации и регистрации такого состояния; эффективность генерации синглетного порядка увеличена за счет использования существенно большей равновесной поляризации протонов. Таким образом, долгоживущее состояние является состоянием как протонов, так и ядер N-15. Что касается его времени жизни, в работе исследованы различные схемы удержания долгоживущего состояния и в магнитном поле 16.4 тесла достигнуто время жизни, равное 18 минутам, что примерно в 250 раз превышает время продольной релаксации спинов N-15 в том же поле. Увеличенные времена релаксации вместе с возможностью генерации гиперполяризации азобензола открывают путь к новым перспективным приложениям.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Работа исполнителей проекта в 2020 году была связана с развитием методик индуцируемой параводородом поляризации ядер (ИППЯ), в частности, с применением подхода SABRЕ (усиление сигнала обратимым обменом). Такие методики являются перспективными для значительного (на порядки величины) повышения чувствительности регистрации сигналов ядерного магнитного резонанса (ЯМР). В ходе работ по проекту получены новые результаты по изучению структуры и динамики комплексов ИППЯ/SABRЕ, спиновой конверсии в молекулярном водороде в растворе, разработаны новые методы переноса поляризации с протонов на гетероядра, получены новые результаты по МРТ с использованием параводорода, внесен вклад в развитие теории эффекта SABRЕ. В 2020 году получены следующие важнейшие результаты: [1] Получены новые результаты по изучению конверсии параводорода в ортоводород. Показано, что в присутствии катализатора ИППЯ/SABRЕ данный процесс ускоряется на порядки величины (по сравнению со случаем чистого растворителя). Также важным результатом является разработка подходов и создание методик для количественного анализа скорости конверсии, применимых в произвольных магнитных полях. Ввиду того, что конверсия зачастую приводит к появлению ортоводорода в неравновесном спиновом состоянии, простое измерение сигнала свободного Н2 в растворе не позволяет получить требуемую информацию. Поэтому наиболее приемлемым является метод, основанный на измерении антифазного сигнала Н2. Показано, что конверсия в комплексах ИППЯ/SABRЕ обусловлена тем, что в комплексе протоны молекулярного водорода становятся неэквивалентны (химически либо магнито неэквивалентны); в большинстве случаев скорость конверсии увеличивается в сильных полях. Скоростью конверсии можно управлять, меняя структуру комплексов с Н2, в частности, избавляясь от влияния комплексов со значительной химической неэквивалентностью протонов. [2] Получены новые результаты по разработке количественной теории ИППЯ/SABRЕ. Так, развито описание наиболее сложного варианта эксперимента с параводородом, который отвечает «эстафетной» передаче поляризации SABRЕ. Был проведен подробный учет всех кинетических стадий процесса, записаны уравнения для матриц плотности субстратов и комплексов, разработаны методы их численного решения. Получен значительный объем данных по кинетике процесса формирования гиперполяризации, а также по зависимости конечной поляризации от ключевых экспериментальных параметров (концентрации реагентов, скорости обмена, параметры спин гамильтонианов). Фактически создан инструментарий для описания сложного эстафетного механизма передачи поляризации и характер зависимости усиления от основных параметров. [3] Разработан простой и точный метод определения доли синглетного спинового порядка молекулярного водорода в экспериментах ИППЯ/SABRЕ. Несмотря на то, что изначально два протона готовятся в синглетном спиновом состоянии, в реальной системе зачастую происходит быстрая конверсия за счет снятия эквивалентности двух протонов в комплексе ИППЯ/SABRЕ, приводящей к формированию неравновесно поляризованного ортоводорода. Идея метода основана на проведении экспериментов по переносу поляризации с протонов на гетероядра с использованием разности населенностей состояний S и T0 протонов. Показано, что эффективность переноса поляризации на гетероядра существенно изменяется, если перенос поляризации предваряется применением импульса на протонном канале. Показано, как из зависимости отдлительности импульса определить населенности состояния S, T0, Т+ и Т-. Данный результат также имеет высокую практическую значимость, поскольку применение дополнительного импульса значительно увеличивает конечную поляризацию: продемонстрировано увеличение усиления сигнала ЯМР ядер N-15 в 6 раз при помощи данной простой манипуляции. Кроме того, показано, что на процессы конверсии существенно влияет наличие в системе изотопов N-15 (для этого эксперименты проводились на смеси молекул пиридина с атомом N-14 и с атомом N-15 при постоянной полной концентрации молекул), что ярко свидетельствует о том, что нарушения магнитной эквивалентности (относительного слабого эффекта) достаточно для эффективного протекания спиновой конверсии в Н2. Данные эксперименты позволили объяснить, почему ранее в экспериментах с естественным содержанием изотопов были получены аномально высокие коэффициенты усиления сигналов ЯМР N-15. [4] Получен значительный объем данных по ИППЯ фумаровой и малеиновой кислоты. В данном случае после гидрирования протоны параводорода присоединяются в эквивалентные положения, поэтому усиление сигналов не наблюдается. Для получения такого усиления необходимо осуществить нарушение симметрии, в данном случае оно обеспечивалось наличием в молекуле ядер С-13. Большинство результатов получено для молекулы [1-13C]фумарата, где протоны остаются близкими к эквивалентности, т.к. спин-спиновое взаимодействие протонов заметно больше протон-углеродных взаимодействий. Были разработаны эффективные подходы для переноса поляризации на ядро С-13, которые используют ЯМР импульсы только на частоте гетероядра. Получены значительные усиления сигналов ЯМР для ядер С-13 (коэффициенты усиления порядка 10,000). Помимо экспериментов с поляризацией гетероядер отработаны методы поляризации протонов, в частности для фумарата, который может превращаться в малат под действием фермента фумаразы – в малате ИППЯ становится наблюдаемой за счет снятия эквивалентности протонов. Получены спектры ИППЯ в Н2О и D2O. [5] Получены новые результаты по изучению переноса поляризации между гетероядрами при адиабатическом прохождении нулевого поля, т.е. при изменении поля от величины –Вres до Вres, где Вres – слабое поле напряженности порядка поля 0.01 – 1 миллитесла. Детально исследованы две ситуации: обмен поляризациями в системе двух гетероядер и перенос поляризации в системе трех спинов (два протона в синглетном состоянии и гетероядро). Во всех случаях рассмотрен адиабатический процесс, при котором населенности спиновых состояний «успевают» подстроиться под изменение собственных состояний спиновой системы во времени (населенности как бы следуют за состояниями). Показано, что в первом случае два ядра полностью обмениваются поляризацией – это позволяет проводить эксперименты по генерации поляризации гетероядер за счет переноса поляризации, например, с протонов, которые относительно легко поляризовать с высокой эффективностью (например, при помощи динамической поляризации ядер). Данный результат также позволяет планировать эксперименты, в которых раствор, содержащий поляризованные молекулы протекает через специальным образом сконструированную магнитную систему, так что спины образца подвергаются адиабатической инверсии магнитного поля. Проведены пробные эксперименты такого рода, которые показали перспективность такого подхода. Для случая трехспиновой системы рассмотрен механизм переноса синглетного порядка протонов для создания гиперполяризации гетерядра. Проведена расчеты спиновой динамики, позволяющие определить минимальное время, обеспечивающее адиабатическое прохождения нулевого поля. Фактически в данном случае существенно время прохождения нескольких областей пересечений, расположенных вблизи нулевого поля, поэтому целесообразно использовать переключение с переменной скоростью (медленное переключение вблизи пересечений уровней и быстрое – вдали от пересечений). Для этого предложено использовать переключение с постоянным во времени параметром адиабатичности. Проведены первые тестовые эксперименты с такими импульсами, которые демонстрируют перспективность предложенного подхода. [6] Получены новые результаты по механизме реакции обмена молекулярного водорода с комплексами Крэбтри и Imes, а также родиевыми катализаторами гидрирования. Для получения такой информации применялся метод CEST (перенос насыщения за счет химического обмена), что позволило зарегистрировать «невидимые» комплексы, т.е. комплексы, линии которых имеют низкую интенсивность и сильно уширены за счет спектрального обмена. Для иридиевых катализаторов выявлено наличие нескольких комплексов, благодаря координации противоиона либо молекулы растворителя с комплексом. Эксперименты, проведенные в нескольких растворителях (метанол, этанол, CD2Cl2), а также эксперименты, в которых менялся противоион, позволили выявить наличие таких комплексов и охарактеризовать их. Показано, что рациональный выбор растворителя и противоиона позволяет управлять структурой комплекса и, следовательно, процессом переноса поляризации с параводорода на субстрат. [7] Получены новые данные по ИППЯ протонов малата. Для этого реализованы эксперименты, в которых генерировалась ИППЯ на фумарате с дальнейшим превращением фумарата в малат. Для поляризованного малата апробированы методы получения сигнала спинового эха, в данном случае сигнала «вне фазы». В такой сигнал не дают вклада равновесно поляризованные спины, поэтому он «свободен» от фоновых вкладов от равновесно поляризованных спинов. Проведены расчеты спиновой динамики для определения интенсивности сигнала эха, получено хорошее согласие расчетов и экспериментов. Проведены тестовые эксперименты по ЯМР томографии на фантомах, в которых для регистрации использовался сигнал эха вне фазы. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что такой метод повышения чувствительности и контраста изображений в МРТ является перспективным. Исполнители проекта участвовали в онлайн-конференциях PERM (Parahydrogen Enhanced Resonance Meeting, приглашенный доклад Иванова К. Л.) и ZULF-NMR (ЯМР в нулевом и ультраслабом поле, приглашенный доклад Иванова К. Л.). В марте 2020 г. руководитель проекта принял участие в конференции ENC (Experimental NMR Conference) в качестве получателя премии имени Г. Лаукина (наиболее престижная международная награда за достижения в области ЯМР) и представил доклад о своих достижениях, в том числе, полученных в рамках работ по настоящему проекту.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Проведено изучение эффективности импульсных последовательностей SABRE с адиабатическим переключением радиочастотного поля, а также методов SABRE в слабом магнитном поле. Для сравнения эффективности различных последовательностей были оптимизированы параметры импульсной последовательности – резонансная отстройка и время выключения поля. Схема селективной регистрации различных долгоживущих порядков была применена для протонов аниона 2-D-L метионата натрия. Нам удалось сгенерировать синглетный порядок на каждый отдельной паре спинов, при этом подавляя все фоновые сигналы. Также удалось получить отфильтрованный многоспиновый долгоживущий порядок в сиситеме L-сункцинамидат натрия и в пятиспиновой системе L-глутамат натрия. Таким образом, был предложен метод проведения эксперимента с адиабатическим прохождением через область антипересечения уровней (APSOC – от англ. Adiabatic passage spin-order conversion) для системы с двумя парами спинов. Установлена максимальная возможная степень конверсии намагниченности в долгоживущие спиновые состояния разного типа для двух пар спинов. Получены и исследованы долгоживущие состояния в многоспиновых системах при помощи последовательности APSOC. Достигнуты времена жизни таких состояний, примерно в 4 раза превышающие времена Т1-релаксации. Расчеты времени жизни долгоживущих состояний для четырехспиновой системы 2-D-L-метионат натрия находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными. Проведено детальное экспериментальное исследование формирования неравновесной поляризации в системе катализатор [IrImesCOD]Cl, субстрат – пиридин. Было убедительно доказано, что в сильном магнитном поле после барботрования параводородом подготовленного раствора пиридина с катализатором происходит S-T0 конверсия на гидридном комплексе и на других промежуточных комплексах, где существует разность хим. сдвигов двух протонов. Был продемонстрирован новый тип эксперимента по МРТ визуализации гиперполяризованных ядер 1H, в котором ядерная гиперполяризация заблокирована в долгоживущем синглетном состоянии до освобождения химическим / биологическим процессом. Был использован обогащенный пара-изомером газообразный водород для гиперполяризации синглетного состояния протона в биомолекуле фумарата; сигналы при этом высвобождались путем ферментативного превращения в малат. В наших экспериментах на малате наблюдалась спиновая поляризация протонов, доходящая до 20%. Выделяемые сигналы являются противофазными при наблюдении сразу после подачи радиочастотного импульса, что усложняет визуализацию, поэтому были использованы две последовательности импульсов, OPE-45 и OPEs90, для преобразования противофазного порядка спинов в синфазную намагниченность. Путем добавления градиентов импульсного поля для фильтрации когерентности было показано, что фоновые сигналы от протонов в водном растворе могут быть эффективно подавлены. Метод был продемонстрирован с помощью получения изображения гиперполяризованного метаболизма фумарата в малат в течение минуты с использованием OPE-s90 с эффективным подавлением фоновых сигналов воды. Относительно короткое время жизни синглета протонов фумарата в протонной воде (8 с), вероятно, ограничит эту специфическую молекулярную систему исследованием образцов с высоким метаболическим потоком. Можно ожидать, что этот метод визуализации будет распространен на альтернативные системы ИППЯ или другие виды ядерных спинов, например, синглетные пары 15N или 13C, которые, как известно, являются долгоживущими в водном растворе.