Indirekt-detektierte 13C NMR Mikroskopie: In vivo Untersuchungen über Synthese und Transport von Saccharose in Ricinus communis L. Keimlingen

Abstract

Der indirekte NMR Nachweis des 13C Kerns durch die Methode der zyklischen Kreuzpolarisation erhöht die NMR Sensitivität des 13C Kerns und ermöglicht es, diesen Kern in vivo chemisch selektiv in NMR Bildgebungsexperimenten sowohl räumlich als auch zeitlich aufgelöst nachzuweisen. Die zyklische Kreuzpolarisation wurde durch die Entwicklung der PRAWN Variante der Hartmann/Hahn Sequenz für Anwendungen der Flüssigkeits-NMR optimiert. Analytische Berechnungen sagen die zu erwartende Signalstärke des indirekten 13C Nachweises voraus. Die Einflüsse der beteiligten Relaxationsmechanismen auf die Signalstärke werden durch einen phänomenologischen Ansatz berücksichtigt und mit Hilfe numerischer Simulationen verifiziert.<br> Es werden Fragestellungen in Bezug auf die Synthese und den Transport von Saccharose in Rizinus Keimlingen aufgegriffen und bearbeitet. Mit Hilfe der Methode der zyklischen Kreuzpolarisation ist es erstmals möglich, die Prozesse der Saccharosesynthese und ihrer Entladung in Bereichen der Senken an der lebenden Pflanze nicht-invasiv sowohl räumlich als auch zeitlich aufgelöst zu beobachten und zu analysieren. Durch Modellvorstellungen werden die Ergebnisse dieser Untersuchungen in Reaktionsraten des Stoffwechselprozesses ausgedrückt.