量子符号化による超高感度NMR技術の創出

使用量子编码创建超灵敏核磁共振技术

基本信息

  • 批准号:
    19J10976
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2019-04-25 至 2021-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

核スピンのシングレット状態への量子符号化による、核スピン偏極の長寿命化に向けた数値計算研究を行った。液体中の核スピン偏極は、一般に最近接核スピンとの双極子相互作用によって数秒から数十秒の緩和時間によって熱平衡状態へと緩和してしまうが、双極子相互作用に耐性を持つシングレット状態へと符号化することで、緩和時間を数分から数十分まで伸ばすことができ、偏極核スピンの応用範囲を広げることができる。本研究では、核スピン緩和時間を量子化学計算(Gaussian)と分子動力学計算(Amber)を組み合わせた数値シミュレーションを行った。作成したプログラムでいくつかの分子の縦緩和時間計算を行い、高い精度で数値計算結果と実験結果が一致した。シングレット状態の緩和時間に対しては、実験結果と一致する分子と誤差を生じる分子が存在した。この結果に対して考察を行い、どのメカニズムが緩和に最も寄与しているかを明らかにし、より詳細に考慮すべきパラメータについても知見を得ることができた。この成果は、NMR討論会でポスター発表が行われ、ポスター賞を受賞している。また、本年度は室温超偏極技術の向上に向けて、NV中心を用いた室温超偏極実験も行った。NV中心とは、ダイヤモンド中に存在する欠陥中心の一つであり、隣接する炭素原子が窒素(N)と空孔(V)に置換されたものである。本研究では、これまで我々が行ってきた手法であるパルスDNP法で、NV中心によるダイヤモンド中13Cスピンの高偏極化を行った。同様の系でペンタセン分子を用いた安息香酸中13Cスピンの高偏極化実験を行った。異なる二つの系の結果を比較して、室温超偏極技術の向上に必要なパラメータについて議論し、高偏極化を目指したサンプル作製に関する知見を得ることができた。これらの成果は、国内外で学会発表を行い、論文がMagnetic Resonance誌に掲載されている。
A Study on the Quantum Symbolization of Nuclear Polarization and the Calculation of Long Lifetime of Nuclear Polarization In liquid, the polarization of the nucleus is usually the closest to the dipole interaction, and the relaxation time is several seconds or tens of seconds. The thermal equilibrium state is stable. The relaxation time is several minutes or tens of seconds. The polarization of the nucleus is stable. In this study, the quantum chemical calculation (Gaussian) and molecular dynamics calculation (Amber) are used to calculate the number of particles. The calculation results of the numerical values and the calculation results are consistent with each other. The molecular error is caused by the relaxation time of the state. The results of this investigation are as follows: (1) the investigation is conducted in the middle of the investigation,(2) the investigation is conducted in the middle of the investigation,(3) the investigation is conducted in the middle of the investigation,(4) the investigation is conducted in the middle of the investigation, and (5) the investigation is conducted in the middle of the investigation. The results of the NMR seminar were presented to the audience and appreciated. This year, the company will continue to develop room temperature superpolarization technology. NV center is located in the center of the carbon atom, adjacent to the carbon atom, and the carbon atom is located in the center of the carbon atom. In this study, the high polarization of 13C in NV center was studied. In the same way, the molecular structure of benzoic acid is highly polarized. The results of the two systems are compared, and room temperature hyperpolarization technology is necessary for the development of high-polarization technology. The results of this research are published in the journal of Magnetic Resonance.

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Room-temperature hyperpolarization of polycrystalline samples with optically polarized triplet electrons: pentacene or nitrogen-vacancy center in diamond?
  • DOI:
    10.5194/mr-2-33-2021
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Miyanishi K;Segawa TF;Takeda K;Ohki I;Onoda S;Ohshima T;Abe H;Takashima H;Takeuchi S;Shames AI;Morita K;Wang Y;So FT;Terada D;Igarashi R;Kagawa A;Kitagawa M;Mizuochi N;Shirakawa M;Negoro M
  • 通讯作者:
    Negoro M
高磁場における溶解トリプレットDNP実験
高磁场中溶解三重态 DNP 实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    宮西 孝一郎,一条 直規;本山 誠;香川 晃徳;根来 誠;中村 祐士;江野澤 英穂;村田 剛志;森田 靖;北川 勝浩
  • 通讯作者:
    北川 勝浩
13C pulsed dynamic nuclear polarization using pentacene or NV- centers in diamond at room temperature
室温下使用金刚石中的并五苯或 NV 中心进行 13C 脉冲动态核极化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Miyanishi Koichiro;Tsujimoto Yoshiaki;Ikuta Rikizo;Miki Shigehito;Yabuno Masahiro;Yamashita Taro;Terai Hirotaka;Yamamoto Takashi;Koashi Masato;Imoto Nobuyuki;宮西 孝一郎;Koichiro Miyanishi
  • 通讯作者:
    Koichiro Miyanishi
Long-lived state of a four-nuclear-spin system hyperpolarized at room temperature
室温下超极化四核自旋系统的长寿命状态
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Miyanishi;N. Ichijo;A. Kagawa;M. Negoro and M. Kitagawa
  • 通讯作者:
    M. Negoro and M. Kitagawa
Long-lived state in a four-spin system hyperpolarized at room temperature
室温下超极化四自旋系统的长寿命状态
  • DOI:
    10.1088/2058-9565/ab7734
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Miyanishi Koichiro;Ichijo Naoki;Motoyama Makoto;Kagawa Akinori;Negoro Makoto;Kitagawa Masahiro
  • 通讯作者:
    Kitagawa Masahiro
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

宮西 孝一郎其他文献

40Ca+から通信波長帯への単一光子波長変換
从 40Ca+ 到通信波长带的单光子波长转换
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    宮西 孝一郎;T. Walker;生田力三;S. Kashani;高橋優樹;逵本吉朗;早坂和弘;山本俊;井元信之;Matthias Keller
  • 通讯作者:
    Matthias Keller

宮西 孝一郎的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('宮西 孝一郎', 18)}}的其他基金

核スピン緩和シミュレーションによる超偏極NMR法の開拓
利用核自旋弛豫模拟开发超极化核磁共振方法
  • 批准号:
    23K13775
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.09万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了