The field of zero- to ultralow-field (ZULF) nuclear magnetic resonance (NMR) is currently experiencing a rapid growth, owing to the progress in optical magnetometry, and also attractive features of ZULF NMR, such as low hardware cost and excellent spectral resolution achieved under ZULF conditions. In this work, an approach is proposed and demonstrated for simultaneous acquisition of ZULF-NMR spectra of individual 13C-containing isotopomers of chemical compounds in a complex mixture. The method makes use of fast field cycling, so that the spin evolution takes place at ZULF conditions, whereas signal detection is performed in a high-field NMR spectrometer. This method has excellent sensitivity, also allowing easy assignment of ZULF-NMR spectra to specific analytes in the mixture. We demonstrate that the spectral information is the same as that given by ZULF-NMR, which makes the method suitable for creating a library of ZULF-NMR spectra of various compounds and their isotopomers. The results of the field-cycling experiments can be presented in a convenient way as 2D-NMR spectra with the direct detection giving the high-field 13C-NMR spectrum (carrying the chemical-shift information) and the indirect dimension giving the ZULF-NMR spectrum (containing information about proton-carbon J-couplings). Hence, the method can be seen as a variant of heteronuclear J-resolved spectroscopy, one of the first 2D-NMR techniques.
Quadrature-detected zero-to-ultralow-field nuclear magnetic resonance
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)（德国联邦物理技术研究院）；New York University（纽约大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Jagiellonian University in Kraków（克拉科夫雅盖隆大学）；Johannes Gutenberg University of Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）
High-Field NMR Characterization and Indirect $J$-Spectroscopy of a Nuclear Spin Chain [U-$^{13}$C,$^{15}$N]-butyronitrile
Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）；International Tomography Center SB RAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院国际 tomography 中心）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；Helmholtz Institute Mainz（美因茨亥姆霍兹研究所）；Department of Chemistry, University of Miami（迈阿密大学化学系）；Frost Institute for Chemistry and Molecular Science（弗斯特化学与分子科学研究所）
Coherent signal detection in the statistical polarization regime enables high-resolution nanoscale NMR spectroscopy
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）
Advanced Raman spectroscopy detection of oxidative damage in nucleic acid bases: probing chemical changes and intermolecular interactions in guanosine at ultralow concentration
DNA/RNA合成前体特别容易受到氧化应激后发生的活性氧引起的损伤。鸟苷三磷酸是普遍存在的氧化核位点，其可在复制过程中被错误掺入，导致突变和细胞死亡。在这里，我们提出了一种基于显微拉曼光谱并结合从头算计算的新方法，用于识别、检测和定量低浓度的氧化核苷酸。我们还表明，太赫兹光谱范围内的拉曼特征（< 100 cm $^{-1}$）包含有关四分体中鸟嘌呤分子间组装的信息，这可以进一步提高氧化损伤检测限。最后，我们提供的证据表明，类似的分析可以进行在非常小的体积在非常低的浓度，通过利用表面增强拉曼散射结合适当设计的超疏水基板的高灵敏度的样品。这些结果为采用这种先进的光谱方法定量检测细胞中核苷酸的氧化损伤铺平了道路。
Nuclear spin relaxation in zero- to ultralow-field magnetic resonance spectroscopy
New York University（纽约大学）；ELI-NP, “Horia Hulubei” National Institute for Physics and Nuclear Engineering（ELI-NP，“霍里亚·胡鲁贝伊”核物理与核工程国家研究所）；Johannes Gutenberg University of Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；Helmholtz Institute Mainz（美因茨亥姆霍兹研究所）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
LED-based photo-CIDNP hyperpolarization enables 19F MR imaging and 19F NMR spectroscopy of 3-fluoro-DL-tyrosine at 0.6 T
虽然19 F具有在生物成像中用作无背景分子标记的高潜力，但是标记物质的摩尔量通常太小而不能实现具有足够高的信噪比（SNR）的19 F MR成像或19 F NMR光谱。超极化方法如基于仲氢的超极化或动态核极化（DNP）可以显著提高SNR，但需要昂贵且复杂的样品制备以及去除有毒催化剂和溶剂。因此，我们使用氟化氨基酸3-氟-DL-酪氨酸与核黄素5 '-单磷酸（FMN）的生物相容性模型作为溶解在具有3.4%H2Odest的D2 O中的发色团。允许通过光化学诱导的动态核极化（photo-CIDNP）将光能转化为19 F核的超极化。我们使用低成本的高功率蓝色LED来照亮样品，取代传统上使用的激光激发，这是潜在的有害和昂贵的。首次，我们提出了超极化19 F MRI和19 F NMR的结果进行了低成本的0.6 T台式MRI系统。该装置允许同时进行双通道1H/19 F NMR。19 F成像以（0.94 mm）2平面内分辨率进行。这使得能够在样品内实现不同程度的超偏振的空间分辨率。我们估计在0.6 T下基于光CIDNP的19 F信号增强约为465。FMN即使在多次激发后也不会漂白，因此可以通过对超极化信号进行平均来进一步提高信噪比。结果表明，易于使用的实验装置具有很高的潜力，作为一个有效的临床前工具，在生物成像超极化研究。
Prospects for NMR Spectral Prediction on Fault-Tolerant Quantum Computers
MIT Lincoln Laboratory（麻省理工学院林肯实验室）；Dana--Farber Cancer Institute（达纳-法伯癌症研究所）；Information Sciences Institute, University of Southern California（南加州大学信息科学研究所）；University of Southern California（南加州大学）
Metabolite Characterization in Peritoneal Dialysis Effluent Using High-resolution 1H and 1H-13C NMR Spectroscopy
腹膜透析（PD）流出物的代谢物分析可提供与长期PD治疗相关的并发症的发生和进展相关的信息。在这种情况下，使用高分辨率1H和1H-13 C NMR光谱对PD流出物样品的NMR可检测小代谢物进行表征。记录了终末期肾衰竭（ESRF）患者在4小时（腹膜内）停留时间后获得的PD流出液样本的各种光谱（在800 MHz质子频率下），并继续正常进行PD治疗。尽管由于存在来自葡萄糖和乳酸的强共振，PD流出物具有破坏性的光谱特征，但我们能够鉴定出约53种小的内源性代谢物（包括许多复杂的耦合自旋系统），并且1H-13 C HSQC光谱的总CH交叉峰中超过90%被鉴定为特定于PD流出物的各种代谢物。我们预见，对照PD流出液样本的各种代谢物的特征指纹将用于识别和区分PD相关并发症的代谢差异。
Unraveling the Corrosion Mechanism of Boro-Alumino-Phospho-Silicate Glass: Advanced Insights from Solid-State NMR Spectroscopy
Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光材料重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术研究中心）
