Limit of detection of cerebral metabolites by localized NMR spectroscopy using microcoils

NMR has the ability to investigate biological systems non-destructively; however, its low sensitivity has primarily hampered their investigation compared to other techniques. Therefore, optimizing radiofrequency coils to improve sensitivity do offer benefits in NMR spectroscopy. Sensitivity may be improved for mass and volume limited samples if the size of the detection RF coils matches the sample size. In this paper, the mass and concentration limits of detection (LODm, LODc) for a microcoil will be estimated by MRS measurements and then compared with analytical values. For the Choline case, the LODc is close to 4.4 mM. These preliminary results enable us to open largely the biomedical applications based on cerebral metabolism investigation by experiments in small animals.

RésuméLa nouvelle génération de microantennes fabriquées par des techniques de microélectronique offre une approche intéressante pour l'analyse par spectroscopie localisée d'échantillons de faibles concentrations et de faibles volumes. En effet, l'adaptation des dimensions de l'antenne aux échantillons permet l'amélioration du rapport signal sur bruit et, par conséquent, l'optimisation de la résolution spatiale et temporelle des acquisitions. Dans cette étude, les limites de détection LODm et LODc, établies comme figures de mérite, sont estimées expérimentalement et comparées à leurs valeurs analytiques. Dans le cas de la choline, LODc est de 4.4 mM. Ces résultats préliminaires prometteurs offrent une nouvelle voie de recherche pour les applications biomédicales in vivo chez le petit animal.