Techniklexikon

ESR-Bildgebung

Laboratoriumsmethoden und -geräte, Methode der Elektronenspinresonanz, bei der die räumliche Verteilung der paramagnetischen Elektronen bestimmt wird. Das Grundprinzip (Kodierung von Ortsinformation durch gezieltes Anlegen magnetischer Feldgradienten) entspricht dem der NMR-Bildgebung. Die grössere spektrale Aufspaltung, die kurzen Relaxationszeiten und die zumeist geringere Häufigkeit der resonanten Zentren erschweren die experimentellen Bedingungen im Vergleich zur NMR deutlich. Bei der Anwendung auf biologische Systeme ergeben sich zusätzliche Schwierigkeiten, da einerseits die meisten paramagnetischen Substanzen in höheren Konzentrationen relativ giftig sind und andererseits die elektrische Leitfähigkeit biologischer Systeme so gross ist, dass (vor allem bei höheren Frequenzen) die Güte üblicher Resonatoren stark verringert wird.

Trotzdem werden mittlerweile auch biologische Proben erfolgreich vermittels ESR-bildgebenden Verfahren untersucht. Als spintragendes Radikal wird dabei oftmals das NO-Radikal benutzt, das in vielen natürlichen Stoffwechselprozessen eine wichtige Rolle spielt. Ähnlich wie die ESR-Spektroskopie wird auch die ESR-Bildgebung entweder nach der cw-Methode oder nach der Puls-Methode durchgeführt, wobei die cw-Methode wegen der kürzeren Relaxationszeiten wesentlich weiter verbreitet ist. Daneben werden auch alternative Methoden wie die longitudinale Detektion (LODESR) sowie der indirekte Nachweis über die Kerne (PEDRI) diskutiert.

ESR-Bildgebung: a) Gradientenateil des Magnetfeldes; b) Magnetfeld am Ort der Probe, B_ext an der Resonanzstelle.