2015 Fiscal Year Research-status Report
光励起三重項電子を用いた動的核偏極によるNMR分光高感度化の汎用性向上
| Project/Area Number |
26620009
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
根来 誠 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70611549)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | triplet-DNP / 動的核偏極 / NMR分光 / 安息香酸 / 重水素化 / パルス数値設計法 / 常温核偏極 / 室温超偏極 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
代表者らは、NMR分光やMRIの感度を決める核スピン偏極率の向上法である光励起三重項状態にある電子スピンを偏極源に用いる動的核偏極（triplet-DNP）法の研究を進めてきた。熱平衡状態にある不対電子スピンを偏極源に用いる従来のDNP法は、数十%の核スピン偏極率を得るために極低温を用いてきたが、triplet-DNP法はサンプルを室温に保ったまま同程度の高偏極化が実現できる。しかしこれまで本方法で高効率に高偏極化できる物質は限られた分子の固体のみであった。本研究によってさまざまな分子や液体の高効率での高感度化を実現することで、triplet-DNPの高感度汎用測定、高感度MRIへの応用の道を拓く。
Triplet-DNPのために与える振動磁場パルスの最適化を行えば、さらなる高効率の高偏極化が期待できる。平成２７年度では、数値最適化法に関する理論の論文を改良して再投稿し、NMR実験によって数値最適化パルスの性能が従来のパルスよりも優れていることを示した。より高磁場では核スピン格子緩和時間が長くなるためさらなる高偏極率が期待されていた。平成２７年度では、これまでよりも高磁場の0.6テスラでtriplet-DNP実験を行い、より高効率に高偏極化が可能であることを示した。また、0.6テスラで三重項電子スピンのパルス磁気共鳴のための装置を開発した。
多くの物質を溶かし込むことが可能となるホスト物質でのtriplet-DNP技術に関する論文を作成した。水溶性の物質の高効率での高偏極化に成功し、高偏極液体のNMRの実現にも成功した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
多くの物質を溶かし込むことが可能となるホスト物質でのTriplet-DNPに関する論文を作成し、さらなる高偏極化を実現するためのパルスの数値設計法のNMRでのデモンストレーションを行った。また、より高磁場でtriplet-DNP実験を行い、より高効率な高偏極化が可能であることを示した。水溶性の物質の高効率での高偏極化に成功し、高偏極液体のNMRの実現にも成功した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度は、数値設計法で偏極移動のパルスを設計しその性能評価を行う。水溶性物質の重水素化などを駆使してさらなる高偏極率の実現を目指す。また、生物学や医学への応用を目指して、高偏極液体を使った化学反応のリアルタイム測定の実現を目指す。
|
| Causes of Carryover |
平成２８年度に寒剤を利用する実験の必要性が生じたため、その分の予算を繰り越した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
寒剤費用として使う。
|
