Über 20% Kohlenstoff-13 Polarisation von perdeuteriertem Pyruvat mittels reversibler Austausch mit Parahydrogen und spin-lock-induzierten Übergängen bei 50 μT

Kohlenstoff-13 hyperpolarisiertes Pyruvat steht kurz davor, das nächste Generation Kontrastmittel für die molekulare Magnetresonanztomographie von Krebs und anderen Erkrankungen zu werden. Hier wird eine effiziente und schnelle Hyperpolarisation von Pyruvat durch Signalverstärkung mittels reversiblem Austausch (SABRE) mit Parahydrogen durch synergistische Nutzung von Substratdeuterierung, wechselnden und statischen Mikrotesla-Magnetfeldern erreicht. Es wird eine langfristige 13C-Polarisation von bis zu 22% und 6% (T1 = 3,7 ± 0,25 und 1,7 ± 0,1 min) für die C1- bzw. C2-Kernstellen demonstriert. Die bemerkenswerten Polarisationsniveaus werden durch günstige Relaxationsdynamiken in den Mikrotesla-Feldern möglich. Die ultralangen Polarisationslebensdauern werden dazu beitragen, eine hohe Polarisation nach der Reinigung, Qualitätskontrolle und Injektion der hyperpolarisierten molekularen Bildgebungsproben zu erzielen. Diese Ergebnisse ebnen den Weg für die zukünftige in vivo Translation von Kohlenstoff-13 hyperpolarisierten molekularen Bildgebungsproben, die nach diesem Ansatz hergestellt wurden.