2020 年度研究成果報告書

光励起三重項状態による超高感度NMRの汎用化

研究課題

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研究課題/領域番号	18K05033
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分32010:基礎物理化学関連
研究機関	大阪大学
研究代表者	香川晃徳大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70533701)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	動的核偏極 / 核磁気共鳴 / 電子スピン共鳴 / 光励起三重項状態
研究成果の概要	光励起三重項状態にある電子スピンを用いた動的核偏極（トリプレットDNP)のNMR応用へ向けた汎用化の研究を行った。電子スピン分光計開発を行い、その電子スピン特性の評価を可能にした。また高磁場、高均一磁場中での測定が可能な、液体NMRプローブを作製し、トリプレットDNPが化学分析応用へ用いれることを示した。新規な試料作製法である共晶を用いたトリプレットDNPに実現し、高偏極化可能な分子種を増やすことに成功した。液体窒素温度程度で実験が行える系を構築し、汎用化を目指して新たな高偏極源となる分子としてローズベンガルを用いて実験を行ったが、電子スピン信号の測定には至らなかった。
自由記述の分野	磁気共鳴、量子センシング
研究成果の学術的意義や社会的意義	核磁気共鳴は、原子核のもつミクロな磁石の性質を利用し物質内部の情報を非破壊、非侵襲で測定できる有力な分光法である。応用幅も広く、化学解析、MRI、創薬、食料など多岐にわたっている。その最大の欠点である低感度を改善する手法が動的核偏極であり、その中でも光励起三重項状態を用いれば極低温、高磁場を必要としない動的核偏極が実現でき、安価な装置でのNMR応用が期待できる。本研究では、光励起三重項状態を用いた動的核偏極における装置開発、試料作製法、分子探索を行いNMR応用への汎用化を行った。