Original title: Analýza relaxačních časů polarizačních činidel za použití Rapid Scan-EPR
Translated title: Analysis of Relaxation Times of Polarizing Agents using Rapid Scan-EPR
Authors: Zelníček, Štěpán ; Drexler, Petr (referee) ; Dubský, Jan (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2025
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Tato bakalářská práce zkoumá využití techniky rychlého skenování (RS) v elektronové paramagnetické rezonanci (EPR) k měření příčných relaxačních časů (T) polarizačních činidel, nezbytných pro optimalizaci dynamické nukleární polarizace (DNP) v aplikacích nukleární magnetické rezonance (NMR). Pomocí vysokofrekvenčního EPR spektrometru při frekvencích 95 GHz, 117 GHz a 145 GHz práce využívá rychlé frekvenční skeny pro krystalické vzorky a pomalé skeny pro kapalné vzorky k získání spekter. Vlastní MATLAB nástroje zpracovávají a fitují spektra pomocí upravených Blochových rovnic, čímž poskytují T hodnoty v rozmezí 80–111 ns pro BDPA a 14–85 ns pro TEMPOL u krystalů a 4,97–17,31 ns pro BDPA a 7,20–12,78 ns pro TEMPOL u kapalin. Databáze SQLite katalogizuje tyto výsledky a propojuje relaxační časy s experimentálními podmínkami. Zjištění zdůrazňují vliv frekvence a stavu vzorku na koherenci spinů, čímž přispívají k optimalizaci polarizačních činidel pro DNP-obohacené NMR v biologických systémech. This bachelor thesis investigates the use of rapid scan Electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectroscopy to measure transverse relaxation times (T) of polarizing agents, essential for optimizing Dynamic Nuclear Polarization (DNP) in Nuclear Magnetic Resonance (NMR) applications. Employing a high-frequency EPR spectrometer at 95 GHz, 117 GHz, and 145 GHz, the study utilizes rapid frequency sweeps for crystalline samples and slow sweeps for liquid samples to acquire spectra. Custom MATLAB tools process and fit spectra using modified Bloch equations, yielding T values ranging from 80–111 ns for BDPA and 14–85 ns for TEMPOL in crystals, and 4.97–17.31 ns for BDPA and 7.20–12.78 ns for TEMPOL in liquids. An SQLite database catalogues these results, linking relaxation times to experimental conditions. The findings highlight the influence of frequency and sample state on spin coherence, advancing the optimization of polarizing agents for DNP-enhanced NMR in biological systems.
Keywords: Blochovy rovnice; dynamická nukleární polarizace (DNP); elektronová paramagnetická rezonance (EPR); polarizační činidla; rapid scan elektronová paramagnetická rezonance (Rapid Scan EPR); relaxační časy (T; Spinová dynamika; T); Bloch Equations; Dynamic Nuclear Polarization (DNP); Electron Paramagnetic Resonance (EPR); Polarizing Agents; Rapid Scan Electron Paramagnetic Resonance (Rapid Scan EPR); Relaxation Times (T; Spin Dynamics; T)

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/253633

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-681044


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses