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Erschienen in: Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine 6/2015

01.12.2015 | Research Article

Parameterization of hyperpolarized 13C-bicarbonate-dissolution dynamic nuclear polarization

verfasst von: David Johannes Scholz, Angela M. Otto, Josef Hintermair, Franz Schilling, Annette Frank, Ulrich Köllisch, Martin A. Janich, Rolf F. Schulte, Markus Schwaiger, Axel Haase, Marion I. Menzel

Erschienen in: Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine | Ausgabe 6/2015

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Abstract

Objective

13C metabolic MRI using hyperpolarized 13C-bicarbonate enables preclinical detection of pH. To improve signal-to-noise ratio, experimental procedures were refined, and the influence of pH, buffer capacity, temperature, and field strength were investigated.

Materials and methods

Bicarbonate preparation was investigated. Bicarbonate was prepared and applied in spectroscopy at 1, 3, 14 T using pure dissolution, culture medium, and MCF-7 cell spheroids. Healthy rats were imaged by spectral–spatial spiral acquisition for spatial and temporal bicarbonate distribution, pH mapping, and signal decay analysis.

Results

An optimized preparation technique for maximum solubility of 6 mol/L and polarization levels of 19–21 % is presented; T1 and SNR dependency on field strength, buffer capacity, and pH was investigated. pH mapping in vivo is demonstrated.

Conclusion

An optimized bicarbonate preparation and experimental procedure provided improved T1 and SNR values, allowing in vitro and in vivo applications.
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Metadaten
Titel
Parameterization of hyperpolarized 13C-bicarbonate-dissolution dynamic nuclear polarization
verfasst von
David Johannes Scholz
Angela M. Otto
Josef Hintermair
Franz Schilling
Annette Frank
Ulrich Köllisch
Martin A. Janich
Rolf F. Schulte
Markus Schwaiger
Axel Haase
Marion I. Menzel
Publikationsdatum
01.12.2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine / Ausgabe 6/2015
Print ISSN: 0968-5243
Elektronische ISSN: 1352-8661
DOI
https://doi.org/10.1007/s10334-015-0500-9

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