Die Kernspintomographie mißt die Anzahl der Wassermoleküle, die ein Gewebe enthält. Dazu wird registriert, wieviel Energie notwendig ist, um die Atomkerne des Wassers, die sich in einem starken äußeren Magnetfeld ausrichten, gegen die Feldrichtung zu drehen. Außerdem kann ermittelt werden, wieviel Zeit ein umgeklappter Atomkern benötigt, um wieder in seine Ausgangslage zurückzuschwingen. Dean Sherry von der University of Texas, Dallas, und seine Mitarbeiter fanden eine Gadolinium-Verbindung, die Einfluß auf die Wasserstruktur in ihrer direkten Umgebung hat (Angewandte Chemie vom November 1999). Das Metall umgibt sich gerne mit Wassermolekülen und bringt deren Atomkerne dazu, im Magnetfeld schneller wieder in ihre Ausgangslage zurückzuklappen. Je nach Art der Gadolinium-Liganden wurden die Wasserteilchen umso länger festgehalten, je saurer die Lösung war. Außerdem unterschied sich die Austauschgeschwindigkeit der gebundenen mit den "freien" Protonen im Wasser je nach pH-Wert.

Im Blut liegt der pH-Wert für gewöhnlich im neutralen Bereich. Das ändert sich allerdings unter Belastung oder bei bestimmten Krankheiten. Bei körperlicher Anstrengung zum Beispiel werden im Körper Säuren produziert, und der pH-Wert sinkt. Auch Tumore können sich, wegen ihres stark gesteigerten Stoffwechsels, durch einen von der Norm abweichenden pH-Wert verraten. Beim Einsatz von Gadolinium-Verbindungen als Kontrastmittel in der Kernspintomographie könnte die Säurekonzentration im Körper ermittelt werden. Nach Sherry könnten außerdem durch Variation der Liganden Kontrastmittel mit unterschiedlicher pH-Empfindlichkeit entwickelt werden. Mit dieser Methode würde sowohl Sportwissenschaftlern bei der Forschung als auch Medizinern bei der Tumordiagnose geholfen.