Development of the parahydrogen generating system for parahydrogen induced polarisation

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25400301
• 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)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: パラ水素誘導偏極法 / 核スピンイメージング / ＭＲＩ

Outline of Annual Research Achievements

核スピンイメージング（Nuclear Spin Imaging, NSI）法の確立を目的とした研究を行った．従来の高感度の画像診断装置であるPETやX線CTは，電離放射線を用いるため検査被曝を避けられないという問題がある．NSI法は，通常（熱平衡状態）の核偏極度より大きく偏極（超偏極）した原子核を造影剤とする核磁気イメージング（MRI）のため，電離放射線を用いずに高感度の画像診断を行うことが可能となる．本研究では特に，パラ水素誘導偏極法（Para-Hydrogen Induced Polarization, PHIP）法による超偏極19F化合物を造影剤として利用するNSI法の開発を進めた．
PHIP法では，パラ水素の偏極を水素化反応により19F原子核に移して超偏極19F化合物を生成する．常温の水素ガスはパラ水素とオルソ水素の存在比が1:3だが，PHIP法で用いる水素ガスはほぼ100%のパラ水素を用いることが鍵となり，パラ水素生成法の確立は，PHIP法によるNSIの開発のなかでも基礎的なところに位置づけられる．
パラ水素生成システムを最適化し，簡便にするための開発を行った．効率よくパラ水素を生成するためにパラ水素生成時のパラメータを探索し，ガスクロマトグラフを用いて生成した水素ガス中のパラ水素の存在比を精度よく測定した．また，パラ水素生成装置のガスハンドリングおよび触媒セルの改良を行い，GUIによるコントローラーを作成して用意に制御できるようにし，PHIP法のためのパラ水素生成システムを完成させた．