Espectómetro y hiperpolarizador de RMN de alta velocidad y alta memoria

Área de la Ciencia:

• Espectroscopia
• La detección cuántica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) es una herramienta poderosa para analizar la estructura y la dinámica molecular.
• La polarización nuclear dinámica (DNP) mejora la sensibilidad de la RMN al transferir la polarización de los espines de los electrones a los espines nucleares.
• Los sistemas actuales de RMN se enfrentan a limitaciones en la velocidad de control de pulsos y el procesamiento de señales, lo que dificulta las aplicaciones avanzadas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo espectrómetro de RMN con control de espín electronuclear integrado y capacidades DNP.
• Aprovechar un transceptor de forma de onda arbitraria (AWT) de alta velocidad para mejorar el rendimiento de la RMN.
• Explorar nuevas vías para el control de pulsos de RMN, DNP y aplicaciones de detección cuántica.

Principales métodos:

• Incorporación de un transceptor de forma de onda arbitraria de alta velocidad (AWT) - Tabor Proteus P9484M.
• Optimización para el control integrado del espín electron-nuclear y la polarización nuclear dinámica (DNP).
• Utilizando velocidades de muestreo rápidas (9 Gs/s), gran memoria (16 GB) y alta transferencia de datos (6 Gs/s) para las operaciones de RMN.

Principales resultados:

• Se habilitó la síntesis de pulsos de RMN y la recepción de señales directamente en frecuencias Larmor hasta ~ 2,7 GHz, mejorando la relación señal-ruido (SNR) al eliminar la heterodinización.
• Implementación de detección sensible a la fase a bordo mediante el uso de osciladores controlados numéricamente (NCO).
• Facilitó la adquisición de ventanas durante largos períodos y millones de pulsos para el interrogatorio de la dinámica de espín nuclear.

Conclusiones:

• La nueva arquitectura del espectrómetro de RMN ofrece capacidades avanzadas para el control de pulsos de RMN y DNP.
• El sistema admite el control de retroalimentación de circuito cerrado, el desacoplamiento de electrones y el seguimiento de espín en 3D.
• Se destacan las aplicaciones potenciales en la detección cuántica y el análisis avanzado de materiales.