Микроволновый облучатель 197 ГГц для получения 13С-пирувата методом гиперполяризации ядерных спинов (DNP) для международного онкологического центра
Явление динамическrjnjhой ядерной поляризации (ДЯП) или Dynamic Nuclear Polarization (DNP) используется в медицине для повышения чувствительности МРТ-диагностики на многие порядки величин.
В специальной установке, называемой гиперполяризатором, при температуре около 1 кельвина, сильном магнитном поле и облучении СВЧ-волнами происходит гиперполяризация ядер углерода 13C путем резонансного поглощения СВЧ-энергии с частотой 197 ГГц* “на свободных электронах в радикалах” и передачи электронной поляризации ядрам 13C, которые затем добавляют в смесь контрастного агента и вводятся пациенту перед диагностикой на аппарате МРТ.
(* частота резонанса 197 ГГц является частным случаем резонанса и подбирается под каждую установку гиперполяризации индивидуально).

Субстрат гиперполярированного 13C-пирувата является наиболее широко используемым веществом для внутривенной инъекции перед проведением высококонтрастной МРТ-диагностики. Это позволяет визуализировать раковые опухоли путем молекулярного обмена с лактатом, который значительно повышен в раковых опухолях по сравнению с нормальными тканями. Такая же технология используется для визуализации патологий органов сердечно-сосудистой системы.
Чтобы достичь эффекта динамической ядерной поляризации, требуется облучение пирувата на СВЧ частоте, которая подбирается под конкретную величину магнитного поля установки. Например, для магнитного поля напряженностью 7 Т требуется облучение на частоте 197 ГГц, а если магнитное поле 10,1 Т, то на частоте 282 ГГц. Чем сильнее магнитное поле и выше частота облучения, тем активнее происходит процесс гиперполяризации вещества.
Микроволновые облучатели (СВЧ-источники), выпускаемые компанией «ДОК», имеют фундаментальные преимущества перед конкурентами для применения DNP-эффекта в медицине, поскольку эти микроволновые источники не подвержены воздействию сильного магнитного поля установок гиперполяризации, а также имеют возможность очень точно изменять частоту и выходную мощность без увеличения уровня шумов.
Максимально эффективная частота поляризации 13C заранее неизвестна, так как она зависит от молекулы 13C, радикала и напряженности магнитного поля. Облучатель «ДОК» построен на основе лавинно-пролетного диода, имеет выходную мощность 60 мВт с шагом мощности 1 мВт. Этот микроволновый источник благодаря цифровому управлению обеспечивает настройку выходной частоты в диапазоне спектра от 196 до 198 ГГц с точностью до 4 десятичных знаков, что привело к успешным экспериментам, проведенным в онкоцентре.
Ключевые особенности источника мм-волн 197 ГГц:
- Высокий уровень мощности для частот около 200 ГГц;
- Возможность плавной настройки частоты в диапазоне рабочих частот;
- Микроволновый источник не подвержен воздействию сильного магнитного поля;
- Имеется встроенный частотомер для стабилизации рабочей частоты, что важно при длительных экспериментальных условиях. Частота облучения не должна выходить из резонанса на протяжении рабочего дня;
- Регулируемый уровень выходной мощности с низким уровнем шума;
- Возможность частотной модуляции сигнала (важная особенность);
- Дистанционное цифровое управление осциллографом.
Диапазон выходных частот | 196.0…198.0 Ггц |
Выходная мощность | 60 мВт |
Шаг частоты | 500 кГц |
Шаг мощности | 1 мВт |
Ширина спектра при -20dBc | < 500 кГц |
Стабильность частоты | < 1 МГц при +10…+40 °C |
Время изменения частоты | 1 с (max) |
Точность выставления частоты | +/- 0,5 МГц |
Макс. Затухание (min) | 40 dB |
Входной сигнал FM | 0…+10 В, 5 кГц max |
Чувствительность FM | 13 МГц/В |
Входной сигнал AM | 0…+10 В, 5 кГц max |
Выходной фланец и волновод | WR-4.3/UG-387/U-M |
Протокол управления | Ethernet / SNMP v1 |
Компания «ДОК» может поставить микроволновые источники под любые гиперполяризаторы углерода 13C, в диапазоне частот 90-300 ГГц.
Для заказа обращайтесь через страницу контактов.