Hyperpolarisoituneesta

Hyperpolarisoituneesta on suomenkielinen termi, jota käytetään kuvaamaan ainetta, molekyyliä tai tilaa, joka on läpikäynyt hyperpolarisaation. Hyperpolarisaatio tarkoittaa ydin- tai elektronipolarisaation kasvua, jolloin ydinjaksollisen tilan populaatioero on suurempi kuin lämpötilan normaali tilassa. Tämä johtaa huomattavasti vahvempaan magneettikuvauksessa (MRI) tai NMR-spektroskopiassa havaittavaan signaalin voimakkuuteen.

Hyperpolarisaatiomenetelmät kattavat useita tekniikoita, kuten dynamic nuclear polarization (DNP), parahydrogen-induoidun polarisaation (PHIP) sekä SABRE-tekniikan. Lisäksi on kehitetty optista polarisaatiota tietyille atomeille. Hyperpolarisoituneita aineita käytetään pääasiassa lääketieteellisessä kuvantamisessa, jossa signaalin voimakkuuden kasvu mahdollistaa nopean ja yksityiskohtaisen mittauksen metabolisten prosessien tai kaasujen jakautumisen näytteissä.

Käyttökohteet ja esimerkit vaihtelevat. 13C-merkittyjä substraatteja (kuten pyruvaattia) käytetään laajalti MRI-metabolian tutkimuksiin, kun taas helium-3 tai xenon-129 -nobelisysteemit ovat hyödyllisiä keuhkokuvaamisessa. Hyperpolarisoituneesta aineesta johtuva signaalin voimakas, mutta väliaikainen esiintyminen rajoittaa käytännön sovelluksia: hyperpolarisaation tehostus kestää yleensä lyhyen ajan ja heikkenee T1-relaksaatioista, mikä vaatii nopeat mittaukset ja erikoisvarustuksen.

Historia ja kehitys ulottuvat 1990-luvulle DNP:n varrelle, jonka jälkeen on edistytty PHIP/SABRE-tekniikoiden sekä kliinisiin kokeiluihin soveltuvien aineiden kehittämisessä. Hyperpolarisoituneesta termi kattaa sekä teknisen prosessin että sen mahdollistaman mittaustoiminnan magneettisessa kuvantamisessa.