Dynamic Nuclear Polarization: Integrating fundamentals and new applications
动态核极化:整合基础知识和新应用
基本信息
- 批准号:185440219
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:DIP Programme
- 财政年份:2011
- 资助国家:德国
- 起止时间:2010-12-31 至 2016-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
NMR and MRI are witnessing a revolution, being driven by the advent of dynamic nuclear polarization (DNP), which promises to increase their sensitivity by several orders of magnitude by transferring the much larger polarization of electron spins to nuclear spins. This proposal put forward a unique collaborative effort of leading magnetic resonance laboratories deeply involved in these exciting developments with expertise in NMR and EPR (electron paramagnetic resonance) basic spin physics, instrumental developments and materials research to biomolecular and preclinical NMR and MRI investigations. The global aims of the present DIP proposal are to investigate the spin dynamics occurring in the three DNP settings (liquid, solids and dissolution) thereby clarifying the various mechanisms underlying the DNP effect. Then, to use this new understanding to obtain the optimum transfer conditions yielding maximum NMR/MRI signal enhancements, exploiting the new opportunities that these developments can open in Chemistry, Biology and Medicine, and finally utilize all this collective knowledge to create on the next generation of DNP polarizers. Specific tasks include:(1) Develop the quantum mechanical framework needed to understand the different aspects of the electron-nuclear and nuclear-nuclear interactions that come to play in the various DNP scenarios. This will rely heavily on systematic experiments isolating the effect of the various parameters DNP depends on. (2) Develop new experimental protocols for optimizing the information frontiers opened up by DNP. (3) Exploit the theoretical and experimental know-how derived from points #1 and #2, to develop the next generation of both in situ and ex situ DNP instruments. (4) Feed back the new insight gained in points #1-through-#3 above, both into the theory of DNP as well as into the development of a new series of experimental applications geared at both solid-state high resolution chemical and biological studies. We believe that this program carries the promise to shape all DNP-related research and its applications.
NMR和MRI正在经历一场革命,这是由动态核极化(DNP)的出现所推动的,动态核极化有望通过将电子自旋的更大极化转移到核自旋来将其灵敏度提高几个数量级。该提案提出了领先的磁共振实验室深入参与这些令人兴奋的发展,在NMR和EPR(电子顺磁共振)基础自旋物理学,仪器开发和材料研究,生物分子和临床前NMR和MRI研究方面具有专业知识的独特合作努力。本DIP提案的全球目标是调查在三种DNP设置(液体,固体和溶解)中发生的自旋动力学,从而澄清DNP效应的各种机制。然后,利用这一新的理解来获得最佳的传输条件,从而产生最大的NMR/MRI信号增强,利用这些发展在化学,生物学和医学中开辟的新机会,并最终利用所有这些集体知识来创建下一代DNP偏振器。具体任务包括:(1)建立量子力学框架,以理解在各种DNP场景中发挥作用的电子-核和核-核相互作用的不同方面。这将在很大程度上依赖于系统的实验隔离DNP依赖的各种参数的影响。(2)开发新的实验协议,优化DNP开辟的信息前沿。(3)利用从第1点和第2点获得的理论和实验知识,开发下一代原位和非原位DNP仪器。(4)将在上述第1点到第3点中获得的新见解反馈到DNP理论以及面向固态高分辨率化学和生物学研究的一系列新实验应用的开发中。我们相信,该计划有望塑造所有与DNP相关的研究及其应用。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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