Transfer von Parawasserstoff induzierter Kernspinpolarisation auf 13C zur Empfindlichkeitssteigerung in der Magnetresonanztomographie

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Kontrastverstärkende Substanzen besitzen große Bedeutung für den Einsatz bildgebender Verfahren in der medizinischen Diagnostik. Im Bereich der Entwicklung neuer Kontrastmittel gewinnt die Suche nach zielspezifischen Substanzen zunehmend an Bedeutung. Besonders in der MRT (MagnetResonanzTomographie), die sich trotz vieler Vorteile, wie einer guten räumlichen Auflösung und des nicht invasiven Charakters, durch eine relativ geringe Empfindlichkeit auszeichnet, können neue, signalverstärkte Kontrastmittel noch bessere diagnostische Möglichkeiten in Aussicht stellen. Der PHIP Effekt (ParaHydrogen Induced Polarization) führt zu extremen Signalverstärkungen durch die paarweise Übertragung von para-angereichertem Wasserstoff auf organische Substrate oder Metallzentren. Im Rahmen dieses Projektes soll dieses Verfahren, das zu einer ″magnetischen Markierung″ der umgesetzten Substrate führt, zur Entwicklung neuer Kontrastmittel für die MR-Tomographie eingesetzt werden. Verschiedene Substanzen können auf diese Weise selektiv hyperpolarisiert und so als aktive Kontrastmittel für die MRT angewendet werden. Das Prinzip der „PHIP-verstärkten MRT“ wurde für bestimmte Systeme bereits erfolgreich angewandt was die Machbarkeit des angestrebten Verfahrens zeigt. Die meisten bisher verwendeten Substrate sind jedoch physiologisch weitgehend unverträglich. Ziel dieses Projektes ist es, die Methode zur magnetischen Markierung von körperverträglichen Wirkstoffen und Botenstoffen zu erweitern und besonders für die Hirnforschung zu qualifizieren.Der vorliegende Antrag ist Teil eines Paketantrags zur Untersuchung der Parawasserstoff-induzierten Hyperpolarisation (PHIP) von Heterokernen (13C, 19F): in vivo und in vitro MRI/MRS von μT bis 11 T. Die Forschungsvorhaben beinhalten die unterstützende Optimierung der PHIP-Methode durch Untersuchungen zum Einsatz immobilisierter Katalysatoren, sowie theoretischer Analysen und vergleichender Untersuchungen im Tieffeld.