Triplet-DNP of functional material at room temperature

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01965
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: INUKAI Munehiro 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (60537124)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 香川 晃徳 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (70533701)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 固体NMR / DNP

Outline of Final Research Achievements

This research focuses on triplet DNP, which enable ultra-sensitive NMR at room temperature. The research objectives are to develop methods, materials and equipment to enable triplet DNP analysis of functional materials and their applications. In order to achieve the objectives, we worked on "1. development of high-resolution triplet DNP" and "2. development of triplet DNP matrices and their application to functional materials". With regard to 1, we worked on the development of a high-resolution triplet DNP instrument combining TDNP and high-resolution solid-state NMR. With regard to 2, the triplet DNP matrix was developed by focusing on organic crystals such as eutectic and cocrystals.

Free Research Field

物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

核スピンの振る舞いを見るNMRやMRIの検出感度は、核スピンの向きの揃い具合（偏極率）に比例する。一般的な偏極率は極めて低く、より高度なNMRやMRI測定、例えば微小な腫瘍のMRI検出、などは困難である。極低温で核スピンの向きを揃える動的核偏極（DNP）と呼ばれる方法が盛んに研究されているが、高価な装置や液体ヘリウムなどの寒剤がネックとなり、広く社会に普及していない。本研究により、室温でDNPができる分子の種類が増えた。将来、本研究が提案する共結晶化技術とMRIを組み合わせることで、従来法では困難であった精密ながんの診断や治療判定を可能とする超高感度MRIが期待される。