가역적 교환에 의한 신호 증폭(SABRE) 초극성화는 p-하이드로겐에서 유래한 편극을 관심 분석물에 전이하여 핵자기공명(NMR) 신호를 향상시키는 잘 알려진 방법이다. 그러나 고유한 감도 제한으로 인해 분석물 신호를 마이크로몰 농도(μM) 또는 그 이하 농도에서 검출하는 데에는 여전히 어려움이 있다. 본 연구는 새로운 공동기질(co-substrate)로 아세틸하이드라자이드(acethydrazide, ACH)를 제안하며, 이는 SABRE 초극성화 효율을 유의하게 향상시켜 아로마틱 N-헤테로사이클을 아(亞)마이크로몰 농도에서 검출 가능하게 한다. ACH는 핀서(pincer) 복합체의 형성을 통해 이리듐 촉매를 안정화함으로써 신호 증폭을 강화하며, 이는 비-수소첨가성(non-hydrogenative) p-하이드로겐 유도 편극(nhPHIP) 실험과 밀도범함수이론(DFT) 계산으로 확인되었다. 특히 이리듐 촉매:분석물:ACH의 최적 농도비(1:1:6.5)에서 400 MHz NMR 분광기를 사용한 단일 스캔(single scan)으로 1.0 μM 미만 농도의 아로마틱 N-헤테로사이클을 검출할 수 있다. 니코틴아마이드(nicotinamide)의 H2-자유 프로톤에 대한 증강 인자와 신호 대 잡음비는 60% p-하이드로겐 3 bar 조건에서 0.75 μM일 때 각각 422배와 2.52 au이다. 이 새로운 공동기질을 사용한 SABRE로 마이크로몰 농도의 분석물을 검출할 수 있다는 점은 생물학적 및 산업적 적용 가능성을 확장한다.

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