Theory of solid effect and cross effect dynamic nuclear polarization with half-integer high-spin metal polarizing agents in rotating solids

文献情報

出版日 2016-08-12
DOI 10.1039/C6CP04621E
インパクトファクター 3.676
著者


原文を見る

要旨

Dynamic nuclear polarization (DNP) is a powerful method to enhance sensitivity especially of solid-state magic-angle spinning (MAS) NMR by up to several orders of magnitude. The increased interest both from a practical as well as theoretical viewpoint has spawned several fields of active research such as the development of new polarizing agents with improved or unique properties and description of the underlying DNP mechanisms such as solid effect (SE) and cross effect (CE). Even though a novel class of unique polarizing agents based on high-spin metal ions such as Gd(III) and Mn(II) has already been utilized for MAS DNP a theoretical description of the involved DNP mechanism is still incomplete. Here, we review several aspects of DNP-relevant electron-paramagnetic resonance (EPR) properties of the general class of these half-integer high-spin metal ions with isotropic Zeeman interaction but significant zero-field splitting (ZFS). While the SE can be relatively easily described similar to that of a S = 1/2 system and is assumed to be effective only for polarizing agents featuring a narrow central EPR transitions (i.e., mS = −1/2 → +1/2) with respect to the nuclear Larmor frequency, the CE between two high-spin ions requires a more detailed theoretical investigation due to a multitude of possible transitions and matching conditions. This is especially interesting in light of recent understanding of CE being induced by MAS-driven level anti-crossings (LACs) between dipolar-coupled electron spins. We discuss the requirements of such CE-enabling LACs to occur due to anisotropy of ZFS, the expected adiabaticity, and the resulting possibilities of high-spin metal ion pairs to act as polarizing agents for DNP. This theoretical description serves as a framework for a detailed experimental study published directly following this work.

関連文献

Tunability of hybridized plasmonic waveguide mediated by surface plasmon polaritons

Ming-Ming Jiang, Chong-Xin Shan, De-Zhen Shen

2014-05-20 Paper

DOI: 10.1039/C4CP01437E

Fluorescent carbon nanomaterials: “quantum dots” or nanoclusters?

Mariia O. Dekaliuk, Oleg Viagin, Yuriy V. Malyukin, Alexander P. Demchenko

2014-06-26 Paper

DOI: 10.1039/C4CP00138A

Constraints to the flat band potential of hematite photo-electrodes

A. Hankin, J. C. Alexander, G. H. Kelsall

2014-06-26 Paper

DOI: 10.1039/C4CP00096J

Steric self-assembly of laterally confined organic semiconductor molecule analogues

Björn Arnold, Matt Bumstead, Ayse Turak

2014-08-07 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02331E

Back cover

Cover

DOI: 10.1039/C4CP90097A

The Crystal-T algorithm: a new approach to calculate the SLE of lipidic mixtures presenting solid solutions

Guilherme J. Maximo, Mariana C. Costa, Antonio J. A. Meirelles

2014-06-18 Paper

DOI: 10.1039/C4CP01529K

Physicochemical characterization of nanoparticles and their behavior in the biological environment

K. A. Eslahian, D. Docter, T. Lang, R. Zellner, K. Nienhaus, R. H. Stauber, M. Maskos

2014-05-30 Perspective

DOI: 10.1039/C4CP00058G

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

4'-ブロモビフェニル-3-メトークシーディ.ActionBarはどのように保存すればよいですか?

4'-ブロモビフェニル-3-メトークシーディ.ActionBarは、冷暗所で、直射日光を避け、密栓の容器に保存し、遠隔場所に保管してください。温度は常温(0〜2...

149506-25-24'-Bromo-biphenyl-3-...
化合物よくある質問

間甲苯乙腈とは何ですか?

間甲苯乙腈はCAS番号2947-60-6の有機化合物で、化学式はC9H11CNです。この物質は液体で、芳族性と氰基の特性を有しています。

2947-60-6(3-Methylphenyl)acet...
化合物よくある質問

2-異丙基フェニルヒドラジン塩酸塩とは何ですか?

2-異丙基フェニルヒドラジン塩酸塩は、CAS番号58928-82-8を有する化合物で、構造式はC11H14N2HClです。これは塩基性化合物であり、水に溶けやす...

58928-82-8(2-Isopropylphenyl)h...
化合物よくある質問

5-(4-クロロフェニル)-4H-1,2,4-三氮唑-3-アミンを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

5-(4-クロロフェニル)-4H-1,2,4-三氮唑-3-アミンは取り扱いに注意が必要です。PPEとして防塵マスク、ゴーグル、手袋を使用し、ドラフトチャンバーを...

98554-00-85-(4-Chlorophenyl)-1...
化合物よくある質問

去甲基雷贝拉唑硫醚はどのように合成されますか?

去甲基雷贝拉唑硫醚は、ベンジミダゾール硫化物と3-メチル-4-ピリジノールの反応によって合成されます。具体的には、2-チオキシドベンジミダゾールと3-メチル-4...

117976-91-73-({2-[(1H-Benzimida...
化合物よくある質問

2-ブロモ-5-フロロ-N-(2-フェノールメチル)ベンゼンウレアは安全ですか?

2-ブロモ-5-フロロ-N-(2-フェノールメチル)ベンゼンウレアは、毒性や刺激性の実験データに基づき、適切な取扱いと防護措置を講じることで安全に使用できます。...

923722-86-52-Bromo-5-fluoro-N-(...
化合物よくある質問

対甲苯磺酸酯-四聚乙二醇-四氢吡喃醚の物理化学的性質は何ですか?

対甲苯磺酸酯-四聚乙二醇-四氢吡喃醚のCAS番号は86259-89-4です。この化合物は無色の液体で、分子量は約724.8です。高濃度では溶血性が報告されており...

86259-89-42-(2-{2-[2-(Tetrahyd...
化合物よくある質問

2-(3-(二氟甲基)-4-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁硼戊環はどのように保存すればよいですか?

2-(3-(二氟甲基)-4-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁硼戊環は、室温で暗い場所に保管し、直射日光から遠ざけ、容器は密閉状態で保存してくだ...

445303-65-12-[3-(difluoromethyl...
化合物よくある質問

6-アミノ-5-クロロ-2-シクロプロピルピリミジンカルボン酸の代替品はありますか?

この化合物の代替品には、ピロリミジン酸やその類似物、またピロリミジンカルボン酸の他の異性体があります。これらの代替品は、特定の化学反応や目的に応じて選択すること...

858956-08-86-Amino-5-chloro-2-c...
化合物よくある質問

5-クロロベンゾ[1,3]二オキセイン-4-アミンに適用される法規ガイドラインは何ですか?

5-クロロベンゾ[1,3]二オキセイン-4-アミンはCAS番号379228-45-2に該当します。この化合物はGHS分類でH314(接触により急性毒性がある)と...

379228-45-25-Chloro-1,3-benzodi...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。