Ortho oder Para? Auf den richtigen Dreh kommt es an
Neueste Forschungsergebnisse aus dem Institut für Physikalische Chemie der Universität Jena stellen Verbesserungen für die Kernspin-Tomographie in Aussicht. Prof. Dr. Gerd Buntkowsky hat die Umwandlung von speziellen Formen des molekularen Wasserstoffes untersucht und deren Auswirkung auf die Sensitivität der Magnet-Resonanz-Spektroskopie, die physikalische Basis der Kernspin-Tomographie.
Molekularer Wasserstoff existiert in zwei verschiedenen Formen (para- und ortho-Wasserstoff). Sie unterscheiden sich in ihren physikalischen Eigenschaften, weil der Eigendrehimpuls ihrer Atomkerne, der so genannte Spin, unterschiedlich ist. Beim ortho-Wasserstoff sind die Kernspins parallel ausgerichtet, beim para-Wasserstoff dagegen anti-parallel. Wissenschaftler nutzen diesen Unterschied seit langem, um den Ablauf bestimmter chemischer Reaktionen verfolgen zu können. Der Jenaer Physikochemiker hat nun den Umwandlungsmechanismus genauestens untersucht und festgestellt, dass die Umwandlung nicht nur, wie bisher bereits bekannt, durch eine katalytische Reaktion bedingt sein kann, sondern auch als Ergebnis einer Wechselwirkung eines Wasserstoff-Moleküls mit einer so genannten diamagnetischen Substanz (die die Tendenz hat, aus einem Magnetfeld herauszuwandern) erfolgt.
"Mit para-Wasserstoff kann das Signal der Magnet-Resonanz-Spektroskopie bis zu 10.000-fach verstärkt werden", hebt Buntkowsky die Bedeutung der Umwandlung hervor, "ein Effekt, den man in absehbarer Zeit auch für medizinische Anwendungen nutzen wird." Ein mögliches Beispiel ist die Untersuchung von Adern mit der so genannten Angiographie.
Originalveröffentlichung: G. Buntkowsky et al., Phys Chem Chem Phys 2006, 8, 1929-35.
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