簡易連続型超偏極希ガス生成装置の試作と水素や炭素核の高感度MRI実験への応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14657215
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤原 英明 大阪大学, 医学部, 教授 (90107102)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 敦臣 大阪大学, 医学部, 助手 (70303972)
• Keywords: 超偏極希ガス / NMR / MRI / Xe-129 / 偏極率 / 希釈ガス / 磁化移動

Research Abstract

磁気的に高度に偏極させた希ガス(超偏極希ガス,He-3やXe-129ガス)を利用して水素や炭素核など他核への磁化移動実験を試み、希ガス以外の核種での高感度磁気共鳴の可能性を探るのが研究の目的である。
そこで、既に我々が試作した簡易連続使用型超偏極装置に改良を加えて偏極率の向上を計るとともに、希ガス以外の核種で超偏極希ガスの磁化を移動させるに適した核種を探索することとした。
超偏極希ガスの偏極率の向上めために、光ポンピング用のレーザー出力を2倍の40Wに上げた。これにより、従来の到達偏極率1-2%から3-5%へと約2倍の向上が見られた。この他、希ガスに不活性ガスを混合させることによる向上を検討した。5%Xe+10%窒素+85%Heの混合ガスが、Xe核に30-40%の偏極状態を生ずることが分かり、従来確認されていなかった常圧型でも、希釈ガスの効果が確認できた。ただし、不活性ガス分離後の偏極率は20%程度に低下するのと実験操作が煩雑であることから、20-30%の高い偏極率の希ガスの安定供給にはさらに改良の余地があると感じられた。
磁化移動を起こさせる相手核種として、フッ素含有ガスを検討したが、ヘキサフロロエタンのようなガスのF-19核の緩和時間(T1)は極端に短く、相手核種として不適当であることが分かった。今後、P-31やH-1,C-13,Na-23などを検討することとした。
超偏極希ガスを種々の溶液に吹き込んで磁化移動を行うための装置を組み上げた。水に吹き込んだ結果では、水に溶解したXe-129の信号は200ppm付近に観察できたが、プロトンの信号に顕著な変化は見られなかった。

Research Products

• [Publications] J.Fukutomi, E.Suzuki, T.Shimizu, A.Kimura, H.Fujiwara: "Analysis of the Effect of Foreign Gases in the Production of Hyperpolarized ^<129>Xe Gas on a Simple System working under Atmospheric Pressure"J.Magn.Reson.. 160. 26-32 (2003)