Hyperpolarisaatiomenetelmistä

Hyperpolarisaatiomenetelmistä, suomeksi hyperpolarisaatiomenetelmät, viittaa joukkoon tekniikoita, joilla voidaan merkittävästi lisätä atomiytimien tai elektronien polarisaatiota. Normaalisti atomiytimien spinien suuntaus on satunnainen, mikä johtaa hyvin pieniin eroihin spinien tilojen välillä jopa magneettikentässä. Hyperpolarisaatio kasvattaa näiden tilojen energiatasojen eroa huomattavasti, jolloin saadaan huomattavasti enemmän spinnejä korkeammalle energiatasolle. Tämä voi parantaa merkittävästi magneettisen resonanssin (NMR) ja magneettikuvausten (MRI) signaali-kohinasuhdetta, mikä mahdollistaa pienempien konsentraatioiden havaitsemisen tai nopeamman kuvan muodostuksen.

Yksi yleisimmistä hyperpolarisaatiomenetelmistä on dynaaminen ydinsinspolarisaatio (DNP). DNP:ssä käytetään parittomia elektroneja, jotka usein saadaan paramagneettisista aineista, siirtämään spin-energiaa ytimiin sähkömagneettisen säteilyn avulla. Toinen menetelmä on optinen pumppaus, jossa atomien elektronit polarisoidaan valon avulla ja tämä polarisaatio siirretään sitten ytimiin. Kemiallinen polarisaatio (CIDNP) on myös hyperpolarisaatiomenetelmä, joka perustuu kemiallisiin reaktioihin ja elektronien spinien vuorovaikutukseen.

Näitä menetelmiä käytetään laajasti tieteellisessä tutkimuksessa, erityisesti molekyylien rakenteen selvittämisessä, reaktiomekanismien tutkimisessa ja biologisten järjestelmien kuvantamisessa. Hyperpolarisaatio mahdollistaa myös uusien diagnostiikka-aineiden kehittämisen lääketieteelliseen kuvantamiseen. Menetelmien kehitys on jatkuvaa, ja uusia sovelluksia etsitään jatkuvasti.