Mapa de Gradientes Internos con contraste de Campo Dipolar Distante

EMILIA VICTORIA SILLETTA; MARÍA BELÉN FRANZONI; RODOLFO H. ACOSTA

Montevideo

Congreso; 96 Reunion Nacional de Fisica de la AFA; 2011

Asociacion Argentina de Fisica

Una part´ıcula difundiendo en un medio confinado es un modelo general para un gran n´umero de procesos f´ısicos, qu´ımicos, biol´ogicos e industriales. Esto puede describir mol´eculas org´anicas en c´elulas biol´ogicas o tejido cerebral, ox´ıgeno en pulmones humanos, mol´eculas de agua en cementos o rocas, etc. Cuando tal part´ıcula encuentra una interfase, puede interactuar en formas diferentes dependiendo de sus propiedades f´ısicas y qu´ımicas. La interacci´on a nivel microsc´opico puede ser representada en t´erminos de reflexi´on o absorci´on en la interfase. En el primer caso, la part´ıcula no cambia su estado y contin´ua difundiendo en el bulk. En el segundo caso, el movimiento de la part´ıcula es terminado, ya sea por absorci´on o por transferencia a trav´es de la interfase, por una transformaci´on qu´ımica, o por relajaci´on en la superficie en un experimento de Resonancia Magn´etica Nuclear. La RMN es de particular inter´es ya que es un m´etodo que codifica trayectorias Brownianas de part´ıculas utilizando campos magn´eticos. La naturaleza heterog´enea de las muestras ensancha el espectro de las mediciones de RMN debido a la existencia de diferencias de susceptibilidad magn´etica entre materiales en la muestra; por ejemplo, la diferencia entre la matriz porosa y el fluido desarrolla gradientes de campo magn´etico locales en las interfases. Estos campos magn´eticos locales con variaciones espaciales pronunciadas son com´unmente llamados gradientes internos y su intensidad depende de la diferencia de susceptibilidad entre los materiales, el campo aplicado, el tama?no y la forma del poro. La presencia de los gradientes internos a menudo interfiere con las mediciones de relajaci´on y difusi´on de RMN y se han dise?nado secuencias de pulso para evitar tales efectos. Por otro lado, los decaimientos debido a las diferencias de susceptibilidad pueden ser explotados para obtener caracter´ısticas de medios porosos utilizando la informaci´on proporcionada por los gradientes internos [1]. Un m´etodo alternativo para probar la influencia de gradientes utiliza el Campo Dipolar Distante (CDD). En l´ıquidos, la interacci´on dipolar a altos campos magn´eticos, que es normalmente promediada a cero, puede ser reintroducida por la aplicaci´on de secuencias como CRAZED (Cosy Revamped by Asymmetric Z-gradient Echo Detection) [2]. Si la simetr´ıa de la muestra se rompe, como por ejemplo, por la aplicaci´on de un gradiente de campo magn´etico, las coherencias cu´anticas m´ultiples intermoleculares (CCM-i) son convertidas en se?nal observable por los acoplamientos dipolares intermoleculares. El ´area de los gradientes (GT) define una escala de longitud caracter´ıstica, denominada distancia de correlaci´on, dc -que es t´ıpicamente entre 10 µm y 10 mm-, sobre la cual, la magnetizaci´on es fuertemente modulada. En muestras macrosc´opicamente homog´eneas la distancia de correlaci´on no juega un rol importante, a menos que ´esta sea comparable a la difusi´on que ocurre durante el tiempo de la secuencia. Sin embargo, en muestras heterog´eneas, el contraste en experimentos de im´agenes puede ser influenciado, donde las se?nales CCM-i proporcionan una medici´on directa del Campo Dipolar a la longitud de correlaci´on seleccionada. En este trabajo se explora el uso de las coherencias cu´anticas dobles intermoleculares (CCD-i) como un agente de contraste para investigar los gradientes internos en una muestra modelo. Recientemente un conjunto de capilares arreglados en un tubo est´andar de RMN fue introducido como una muestra modelo adecuada para la visualizaci´on directa de los gradientes internos [3]; aqu´ı, se ha utilizado un conjunto de capilares de di´ametro externo DE=1.4mm contenidos en un tubo de RMN de 10mm el cual es llenado con agua destilada. Los experimentos fueron realizados en un Bruker 7T utilizando una consola Avance II. Para generar el contraste por CCD-i, se aplica una secuencia CRAZED antes de la secuencia de imagen, de esta manera, solo las se?nales que surgen de los acoplamientos dipolares distantes contribuyen a la formaci´on de la imagen. La generaci´on de se?nal CCD-i en la presencia de gradientes internos es fuertemente influenciada y es posible obtener el valor de los gradientes p´ıxel por p´ıxel. 1. Y.-Q. Song et al. Nature 406, 178 (2000). 2. W.S. Warren; Science 100, 213001, (1993). 3. Y.-Q. Song et al. J. Magn. Reson. 198, 88 (2009).