A Nanoparticle Catalyst for Heterogeneous Phase Para-Hydrogen-Induced Polarization in Water

Para‐hydrogen‐induced polarization (PHIP) is a technique capable of producing spin polarization at a magnitude far greater than state‐of‐the‐art magnets. A significant application of PHIP is to generate contrast agents for biomedical imaging. Clinically viable and effective contrast agents not only...

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Veröffentlicht in:Angewandte Chemie 2015-02, Vol.127 (8), p.2482-2486
Hauptverfasser: Glöggler, Stefan, Grunfeld, Alexander M., Ertas, Yavuz N., McCormick, Jeffrey, Wagner, Shawn, Schleker, P. Philipp M., Bouchard, Louis-S.
Format: Artikel
Sprache:eng
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Beschreibung
Zusammenfassung:Para‐hydrogen‐induced polarization (PHIP) is a technique capable of producing spin polarization at a magnitude far greater than state‐of‐the‐art magnets. A significant application of PHIP is to generate contrast agents for biomedical imaging. Clinically viable and effective contrast agents not only require high levels of polarization but heterogeneous catalysts that can be used in water to eliminate the toxicity impact. Herein, we demonstrate the use of Pt nanoparticles capped with glutathione to induce heterogeneous PHIP in water. The ligand‐inhibited surface diffusion on the nanoparticles resulted in a 1H polarization of P=0.25 % for hydroxyethyl propionate, a known contrast agent for magnetic resonance angiography. Transferring the 1H polarization to a 13C nucleus using a para‐hydrogen polarizer yielded a polarization of 0.013 %. The nuclear‐spin polarizations achieved in these experiments are the first reported to date involving heterogeneous reactions in water. Die Hyperpolarisierung von Molekülen mithilfe von Parawasserstoff (rote Kugeln; siehe Bild) und Pt‐Nanopartikeln (graue Kugeln) wird beschrieben. Die Nanopartikel (Durchmesser ca. 2 nm) sind mit Glutathionliganden (blau) modifiziert, um eine paarweise Addition von Parawasserstoff zu ermöglichen und eine beobachtbare Magnetisierung zu erzeugen. Das Solvens ist biokompatibel, was die Herstellung neuer molekularer Kontrastmittel denkbar macht.
ISSN:0044-8249
1521-3757
DOI:10.1002/ange.201409027