Development of magnetic resonance Raman spectrometry for application of optical technology to living body

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H04443
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: TAKANARI Hiroki 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任講師 (70723253)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 高教 大分大学, 理工学部, 教授 (40243969)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ラマン分光分析 / 磁気共鳴

Outline of Final Research Achievements

Static magnetic fields and alternating magnetic fields of various frequencies orthogonal to each other were applied to standard samples such as PVA hydrogel and oleic acid. In the spectrum of C-C bond, there were multiple spectral changes such as enhancement of Raman scattering light and partial peak shift depending on the frequency of AC magnetic field. We also found multiple spectral changes such as reduction of Raman scattering light and peak shift by specific frequency of AC magnetic field in the spectrum derived from C-H bond of methyl/methylene group. These results indicated the possibility that the Raman spectra could be modified by magnetic fields.

Free Research Field

生体医工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

PVAハイドロゲルやオレイン酸などのサンプルで、C-C結合やC-H結合に由来するラマンスペクトルが磁場により変化することが示された。これらの分子結合は生体にも豊富に存在することから、生体試料でも本手法が応用できる可能性が示された。但し、生体にはC-C結合やC-H結合をもつ物質は多彩で、物質の判別にはより多彩な分子結合の磁場に対する影響を検証し、ライブラリ化する必要がある。逆に、これらの情報がライブラリ化されれば、非破壊で質量分析が可能なシステム、磁気共鳴ラマン質量分析法（MR-Raman MS）の概念が確立できる可能性がある。