Индуцируемая параводородом поляризация ядерных спинов под воздействием переключаемых статических и осциллирующих магнитных полей

Диссертационная работа Виталия Павловича посвящена развитию методов повышения чувствительности спектроскопии ЯМР магнитных гетероядер за счет рационального использования неравновесного спинового порядка молекулы параводорода в широком диапазоне магнитных полей. В представленной работе проводится развитие теоретических и экспериментальных аспектов методологии ИППЯ для двух разновидностей метода: ИППЯ с гидрированием и поляризации в результате обратимого обмена с параводородом (SABRE, Signal Amplification By Reversible Exchange). Показано, что оптимизация двухрезонансной адиабатической РЧ последовательности для конверсии ИППЯ в намагниченность гетероядра в сильном магнитном поле ЯМР спектрометра с привлечением подхода “постоянной адиабатичности” позволяет сократить время переноса поляризации и получить рекордные уровни поляризации ядер 13C для ИППЯ в сильном поле для соединений с естественным содержанием изотопов. Проведено теоретическое и экспериментальное сравнение различных схем для конверсии ИППЯ в намагниченность в ультраслабых магнитных полях. Предложен способ повышения эффективности конверсии ИППЯ в методе адиабатической развертки поля за счет простой процедуры оптимизации профиля развертки, требующей знания только констант спин-спиновой связи и легко выполнимой даже для многоспиновых систем. Впервые показано, что объединение цис-транс-фотоизомеризации в ультраслабом магнитном поле с SABRE цис-азобензола позволяет создавать гиперполяризацию ядер транс-азобензола несмотря на то, что его прямая координация с комплексом SABRE стерически затруднена. Предложен метод эффективного переноса поляризации на ядра 15N в методе SABRE в слабом статическом магнитном поле под действием осциллирующего поля. Данный подход не требует дорогостоящего магнитного экрана, а его эффективность в полтора раза превышает эффективность SABRE в ультраслабом поле.