Nuclear magnetic relaxation in aqueous solutions (H2O - D2O) of rare-earth elements' salts

Abstract

В работе проведено изучение строения и молекулярной подвижности водных растворов, содержащих редкоземельные ионы и их комплексы. С этой целью исследованы: концентрационные зависимости скоростей спин-решеточной релаксации ядер 1H и 2H в водных растворах солей редкоземельных металлов; концентрационные зависимости скоростей релаксации ядер 1H и 2H в водных растворах комплексов эндоэдральных фуллеренов с ионами Fe3+ и Gd3+; коэффициенты самодиффузии в водных растворах комплексов эндоэдральных фуллеренов с ионами Fe3+ и Gd3+. Установлено, что ионы Nd3+, Sm3+ и Eu3+ образуют две гидратные оболочки с координационными числами n1 = 9 и n2 = 18. Катионы Yb3+ также образуют две гидратные оболочки, но с координационными числами n1 = 8 и n2 = 16. Комплексы фуллеренов с ионами Fe3+ и Gd3+ превосходят коммерчески доступные релаксационные агенты и перспективны для создания нового класса высокоэффективных контрастных веществ для МРТ.

In the work carried out to study the structure and molecular mobility of aqueous solutions, which contains rare-earth ions and their complexes. For this purpose concentration dependence of the spin-lattice relaxation time of nuclei 1H and 2H in aqueous solutions of rare earth metal salts; concentration dependences of the relaxation rates of nuclei 1H and 2H in aqueous solutions of endohedral fullerene complexes with Fe3+ and Gd3+ ions; self-diffusion coefficients in aqueous solutions of endohedral fullerene complexes with Fe3+ and Gd3+ ions were investigated. It is found that the ions of Nd3+, Eu3+ and Sm3+ form two shells with hydrated coordination numbers n1 = 9 and n2 = 18. Cations Yb3+ also form two hydrated shells, but with coordination numbers n1 = 8 and n2 = 16. Complexes of fullerenes with Fe3+ and Gd3+ ions are superior to commercially available relaxation agents and are promising for the creation of a new class of highly effective contrast agents for MRI.