PHIP法のための偏極移行システムの開発

• Project/Area Number: 18K03679
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: 藤村 寿子 和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (90378589)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牧野 誠司 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (70222289) ; 田中 正義 神戸常盤大学, 保健科学部, その他 (70071397)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: PHIP / 超偏極 / 19F

Outline of Annual Research Achievements

本研究はパラ水素誘導偏極法(PHIP法)を用いて19F原子核を含む化合物を超偏極させる技術の確立を目指している。PHIP法は、水素化反応によって化合物中の多重結合に触媒存在下でパラ水素を付加し、化合物の電子を仲立ちとしてパラ水素の偏極を化合物中の原子核に移して超偏極化合物を生成する手法である。この水素化反応中に外部磁場を与えると偏極度に影響を与えることが分かっており、本研究では偏極移行システムとしてALTADENA方式の磁場制御システムを構築する。なお、将来的には、超偏極19F化合物を造影剤として利用し、MRIの感度を大きく向上させることを念頭においている。
19F化合物と水素化反応を効率的に促進する触媒について検討を進めてきたが、水素化反応の進行が遅いなどの問題があった。これは、NMR測定までに時間を要したこともあるが、従来PHIP法で用いられてきた13C化合物などに比べて19Fは核スピンの緩和時間が短いために、NMRの測定を行う前に偏極度が小さくなってしまうことも要因の一つと考えられた。核スピンの緩和時間は化合物により異なるため、さまざまな19F化合物の緩和時間を測定することが必要となり、今年度は、緩和時間測定のための準備を行った。緩和時間には，縦緩和時間 T1、横緩和時間 T2 があり、どちらも重要な基礎データとなる。19F のNMR測定装置には緩和時間を測定できるようになっていないため、装置を改良し、測定用プログラムの変更を行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究で用いるPHIP法の水素化反応に最適な19F化合物と最適な触媒を選定することを考え、この選定に時間を費やてきた。19Fは核スピンの緩和時間が短いことが知られているが、化合物によって異なるため、まずは緩和時間を測定することが必要となった。今年度はこの準備を進めたため、磁場制御システムの構築を次年度にすることとなった。

Strategy for Future Research Activity

19F化合物の緩和時間を測定し、ALTADENA方式のための磁場制御システムの構築を行う。