Hiperpolarización eficiente inducida por parahidrógeno en un dispositivo microfluídico

Área de la Ciencia:

• Ingeniería metabólica
• La biofísica
• Química analítica

Sus antecedentes:

• Los dispositivos microfluídicos de laboratorio en un chip (LoC) ofrecen entornos controlados para la investigación en ciencias de la vida.
• Los metabolitos hiperpolarizados son cruciales para cuantificar los procesos metabólicos mediante RMN microfluídica.
• La polarización inducida por parahidrógeno (PHIP) de los núcleos de 1H se ha logrado en sistemas microfluídicos, pero se necesitan tiempos de vida más largos para la RMN metabólica.

Objetivo del estudio:

• Demostrar la producción y detección directas de fumarato hiperpolarizado con 13C utilizando PHIP en un dispositivo de localización microfluídica.
• Para lograr una alta polarización 13C para estudios metabólicos mejorados.
• Desarrollar un método PHIP microfluídico eficiente para la producción de metabolitos hiperpolarizados con largas vidas de giro.

Principales métodos:

• Utilizó un dispositivo microfluídico de laboratorio en un chip (LoC) para la polarización inducida por parahidrógeno (PHIP).
• Optimizado el dispositivo microfluídico PHIP utilizando el modelado de elementos finitos.
• Se logró la producción directa y la detección de fumarato hiperpolarizado por 13C.

Principales resultados:

• Se produjo y detectó con éxito fumarato hiperpolarizado con 13C con polarización del 8,5%.
• Esta es la primera demostración de hiperpolarización de 13C de un metabolito por PHIP en un dispositivo microfluídico.
• El dispositivo optimizado permite una producción eficiente de fumarato hiperpolarizado con 13C.

Conclusiones:

• Es factible la hiperpolarización directa del fumarato con 13C en un dispositivo de localización de fluidos microfluidos.
• Este método mejora significativamente el potencial de cuantificación metabólica in situ en cultivos celulares.
• La tecnología microfluídica PHIP desarrollada proporciona una herramienta valiosa para los estudios de RMN metabólica.