快速脉冲LED增强核磁共振：一种提高核磁共振灵敏度的便捷且经济的方法

摘要： 低浓度光化学诱导动态核极化技术（LC-photo-CIDNP）近期成为检测溶液中芳香族氨基酸和蛋白质（浓度范围为低微摩尔至纳摩尔级）的强大工具。该技术通常需使用高功率激光器，这类设备成本高昂且维护复杂。我们证明LC-photo-CIDNP可采用发光二极管（LED）实现——相比激光器、激光二极管、闪光灯或其他光源，LED不仅价格低廉且操作简便得多。当核磁共振（NMR）样品浓度处于LC-photo-CIDNP适用的微摩尔至纳摩尔范围时，用LED替代激光器不会造成灵敏度损失。我们还研究了光纤厚度的影响，并在考虑LED发射带宽的前提下，比较了氩离子激光器（488 nm）与466 nm LED的激发速率常数。更重要的是，我们开发了新型脉冲序列（13C RASPRINT）以实现超快速LC-photo-CIDNP数据采集，该技术可使数据采集时间缩短至常规方法的1/4。这一突破基于光诱导核极化不受传统NMR纵向弛豫恢复限制的特性。最终，通过整合上述改进，我们实现了在纳摩尔至低微摩尔浓度下，对溶液中芳香族氨基酸和蛋白质进行简易快速（约16秒至2.5分钟）的一维/二维NMR数据采集。