Simulationen und Neuartige Katalytische Verfahren zur Empfindlichkeitssteigerung von Biomedizinischen Anwendungen der Magnetischen Resonanz durch Para-Wasserstoff Induzierte Kernspinpolarisation

• Antragsteller: Professor Dr. Gerd Buntkowsky
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 90662842

Für die erfolgreiche Anwendung der Parawasserstoff induzierten Kernspinpolarisation in der magnetischen Resonanztomographie (MRT) gibt es zwei Haupthindernisse, nämlich die Trennung von Katalysator und Reaktionsprodukten und die Verlängerung und Optimierung der Lebensdauer der erzeugten Polarisation. Hauptziel des vorliegenden Projektes ist die detaillierte Untersuchung dieser Hindernisse und die Entwicklung neuartiger Verfahren für PHIP Experimente zu ihrer Überwindung. Im experimentellen Teil des Projektes wollen wir den Einsatz immobilisierter homogener (heterogenisierter) Katalysatoren bei PHIP Experimenten untersuchen. Diese Katalysatoren können einfach von den Reaktanden getrennt werden, wodurch das Separationsproblem gelöst wäre. Es soll die Polarisations- und Kreuzpolarisationseffizienz als Funktion des Katalysators, des Trägermaterials und der magnetischen Feldstärke untersucht werden. Die Hydrierung einfacher ungesättigter Verbindungen wie Ethen, Ethin Ethylacrylat oder Styren sollen als einfache Testreaktionen und die Hydrierung von medizinischen Zwischenprodukten wie zum Beispiel Antieleptika wie Vigabatrin oder Valproat als praktische Anwendungsbeispiele untersucht werden. Diese Experimente werden durch eine systematische Untersuchung der kürzlich entdeckten verlängerten Lebenszeiten von Kernsingulettzuständen ergänzt, die das T1-Limit um eine Größenordnung übersteigen können. Parallel dazu möchten wir im theoretischen Teil ein allgemeines Simulationsprogramm für PHIP Experimente bei beliebiger Feldstärke und der Anwesenheit anisotroper magnetischer Wechselwirkungen entwickeln. Dies ermöglicht dann zum Beispiel die Simulation des PHIP Effektes bei einem auf einer Oberfläche immobilisierten Katalysators. Dieses Simulationsprogramm soll von uns zur Analyse unserer Experimente und vom Partnerprojekt Bernarding und Bommerich zur Datenanalyse eingesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Johannes Bernarding