超极化分子的MR光谱(MRS)和MR光谱成像(MRSI)13C核是一种很有前途的体内代谢信息图谱技术。这些方法是基于动态核极化(DNP)，然后快速溶解过程，以产生高极化代谢造影剂。我们将这种方法用于各种生物分子和生物学研究，并结合我们和其他人正在开发的快速获取方法。左图显示注射后的近期结果13C1-丙酮酸进入肌肉受激活协议。丙酮酸的代谢产物也可见13C1乳酸,13C1丙氨酸和13C1-碳酸氢盐，使用三维化学位移成像(CSI)序列绘制。考虑到超极化信号的短寿命，这方面的主要挑战之一13C代谢成像和光谱仍然是信噪比(SNR)和图像质量的优化。这些方法用于探索骨骼肌代谢、癌变生长和发育胎盘的时间功能MRSI。
实时功能13C模拟运动神经刺激时骨骼肌代谢的MRSI。该方案显示的动态13c -丙酮酸代谢转化成13C-lactate和13小鼠后肢肌肉中的c -丙氨酸。(a)显示单个丸事件，(b)显示4个丸事件(I-IV)的实验演示，丸间分离时间约为30秒。
肌肉激活的超极化fMRSI。(a) MRSI采集与off-on-off刺激模式交织的多丸给药方案。对照(I)、刺激(II)和刺激后(III)阶段由133 mL/丸/4 s注射60 mM开始13c -丙酮酸传递间隔27秒。刺激由10秒的10v脉冲串组成，频率为10hz，每列由200ms脉冲串组成。(b)13C定量图收集丙酮酸盐和乳酸盐，平面分辨率为60.78毫米，覆盖于2毫米厚的切片上1H MR图像获得0.1 mm各向同性分辨率。在解剖学参考图像中显示的是分配给不同肌肉群的区域(参见定义文本)。(c)总结13C光谱来自每个感兴趣的区域对应于所示的肌肉群(G合计(腓肠肌总肌)，排列成快速收缩糖酵解纤维百分比递减的函数。