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本研究の目的は、生物個体における生体分子の機能・活性を分子レベルで明らかにするために、生体における化学反応を解析可能な高感度核磁気共鳴検出システムを開発することである。本研究では、生体深部での解析に優れた核磁気共鳴技術と、その感度を数万倍向上可能な核偏極技術、さらに微小空間を利用した汎用的な分子センシングプラットフォームを用いる事で、生物個体での応用を指向した高感度化核磁気共鳴技術による生体分子解析法の確立を目指している。具体的には、細孔や空間を有するキャリアに、環境応答性を持たせた超偏極シグナル分子を入れ込み、外部刺激に応じて内部のシグナル分子を放出するシステムを目指した。個体応用可能な生体分子検出システムの実現に向け、本年度は、細孔等の空間を利用したセンシングシステムを開発する上で最も重要な環境応答性のシグナル分子を探索・合成・評価した。昨年度は、15Nトリメチルフェニルアンモニウム構造を基盤として、大きな化学シフト変化を誘起可能なシグナル分子を探索したが、十分な変化を示すものをみつけることができなかった。そこで、新たな候補として15Nジメチルアニリン誘導体、15Nアミド誘導体等の評価を行った。評価した化合物の高感度化状態の維持時間と相関のあるT1の測定を行った結果、核偏極で汎用的に用いられるピルビン酸のT1をこえるT1を有することが確認された。また、化学シフト変化についても評価したところ、目標としていた2 ppmを超える化学シフト変化を観測することに成功した。偏極分子の高速な内包法を検討することで、目的の分子システムに近づくと考えている。
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