2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of nuclear-polarized storage space for direct hyperpolarization of biomolecules
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19J21421
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
藤原 才也 九州大学, 工学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 三重項電子 / 動的核偏極（DNP） / 金属有機構造体（MOF） / 核磁気共鳴（NMR） / 磁気共鳴イメージング（MRI） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機分子の光励起三重項電子を用いた動的核偏極法（triplet-DNP）は、温度や磁場によらず項間交差によって生成する電子スピン偏極を核へと移行する手法であり、近年その応用が期待され始めている。
しかし従来のtriplet-DNPは、密な有機結晶に偏極源分子をドープした系が主流であり、得られた核偏極を他の分子に移行し、取り出してプローブとして利用するといった研究は為されておらず、その応用は偏極中性子標的など物理学の分野に留まっていた。そこで筆者らはこれまでに、硬い結晶構造と様々な分子を収容可能な細孔とを併せ持つ金属有機構造体（MOF）を新たにtriplet-DNPに応用することを検討してきた。
本年度は、MOFとその細孔内部に偏極源分子・標的分子を導入した複合体について、作製条件および実験系の最適化を行い、triplet-DNPによる1H核の高偏極化と、続く交差分極による標的分子の19F核の高偏極化について検討を行った。昨年度合成されたMOFは、MOF孔内に配位子分子を残存させなければ1H核の緩和時間が短く偏極源分子・標的分子導入後のtriplet-DNPにおいて1H核の高偏極化が見られないという問題があり、これにより標的分子の導入量が制限され交差分極の実験が困難であった。そこで配位子を重水素化し、MOF中に含まれる1H核の量を調整したところ、triplet-DNPによる1H核の高偏極化が観測され、かつ19F核の観測を行う上で十分量の標的ゲスト分子が導入された複合体の作製に成功した。この得られたMOF複合体についてtriplet-DNPと交差分極による偏極以移行を行ったところ、最終的に標的分子由来の19F-NMR信号を約30倍増感することに成功し、室温付近で多孔性材料を用いたゲスト分子の高偏極化を初めて達成することができた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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