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

简单连续超极化稀有气体发生器的原型制作及其在氢和碳核高灵敏度 MRI 实验中的应用

• 批准号: 14657215
• 负责人: 藤原 英明
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14657215/
• 关键词: 超偏極希ガス; NMR; 二次元NMR; Xe-129; 包接相互作用; カリックスアレン; 平衡定数; エンタルピー; MRI; 磁化移動; 磁気的相互作用; 偏極率; 希釈ガス

超偏極Xeガスを吹き込みつつNMR測定する際には、吹込み中の信号観察は波形のゆがみを伴うので、これを避けるため、吹き込みとFID信号取り込みを同期する実験ユニットを組み立て、それに応じた改良をパルス系列に加えた。この方法は、吹き込みや泡切れの時間間隔を適正に設定すれば蛋白溶液などでの実験に大いに有効であることを確認した。Hoesyの二次元実験はP-31とH-1の間では文献通りに交差ピークの出現を確認できたが、超偏極Xe-129とH-1の間では未確認である。これには、ミキシング時間の適切な設定が不可欠と考えられた。二成分系として、水溶性のカリックスアレンとXeの包接相互作用を、化学シフトの濃度依存性の平衡論的考察から解析し、平衡定数を求めた。この際、化学シフトの濃度依存性は50ppm以上の大きな値となることが分かり、平衡定数を求める簡単なプロットを提案した。さらに平衡定数の温度依存性を調べ、相互作用のエンタルピーとエントロピー成分を求めた。これらの値を、既に報告されているシクロデキストリンやクリプトファンAの結果と比較した。カリックスアレンはシクロデキストリンより大きな化学シフト変化を示したが、平衡定数は大きくなかった。これはカリックスアレンの空洞の大きさによると考えられた。エンタルピーやエントロピーは、ミオグロビン誘導体とXeの相互作用の場合と同程度であることを確認した。結果として、Xeは相手分子の芳香環部分と強い相互作用を示すことが分かった。

Super partial pole Xe ガ ス を blow き 込 み つ つ NMR measurement す る interstate に は, blow 込 み 観 examine は の signal waveform in の ゆ が み を with う の で, こ れ を avoid け る た め, blow き 込 み と FID signals take り 込 み を period す る be 験 ユ ニ ッ ト を group み て, そ れ に 応 じ た improved を パ ル ス series に plus え た. こ の way は, blow き 込 み や bubble cut れ の interval is を optimum に setup す れ ば protein solution な ど で の be 験 に big い に have sharper で あ る こ と を confirm し た. Hoesy の secondary yuan be 験 は between 31 と H - P - 1 の で は literature through り に job ピ ー ク の appear を confirm で き た が, super partial と Xe - 129 H - 1 between の で は unrecognized で あ る. The time should be set appropriately at な. Youdaoplaceholder4 should not be delayed by と. Two component system と し て, water-soluble の カ リ ッ ク ス ア レ ン と Xe の を inclusion interaction, chemical シ フ ト の concentration dependence の equilibrium theory of investigation か ら parsing し, equilibrium constant を o め た. こ の interstate, chemical シ フ ト の concentration dependence は の big over 50 PPM き な numerical と な る こ と が points か り, equilibrium constant を o め る Jane 単 な プ ロ ッ ト を proposal し た. さ ら に equilibrium constant の temperature dependency を べ, interaction の エ ン タ ル ピ ー と エ ン ト ロ ピ ー composition を o め た. こ れ ら の numerical を, both に report さ れ て い る シ ク ロ デ キ ス ト リ ン や ク リ プ ト フ ァ ン A の results と し た. カ リ ッ ク ス ア レ ン は シ ク ロ デ キ ス ト リ ン よ り big き な chemical シ フ ト variations change を shown し た が, equilibrium constant は big き く な か っ た. Youdaoplaceholder2 れ カリッ カリッ スアレ スアレ <s:1> empty <s:1> big さによると さによると exam えられた. エ ン タ ル ピ ー や エ ン ト ロ ピ ー は, ミ オ グ ロ ビ ン inductor と Xe の の occasions と interaction with degree で あ る こ と を confirm し た. The results show that the と と て て and the Xe とが chiral molecules have a と strong <s:1> interaction with the <s:1> aromatic ring part を, which indicates that the す とが とが and とが fractions are った った.

项目成果

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)

J.Fukutomi、E.Suzuki、T.Shimizu、A.Kimura、H.Fujiwara：“在大气压下工作的简单系统上外来气体对超极化 ^<129>Xe 气体生产的影响分析”J。

H.Fujiwara, A.Kimura, T.Wakayama: "Hyperpolarized Xe-129 as a Novel Probe Agent of Lung Functions in MRI and MRS. Exrperimental Results with Mice at 9.4T"Proceedings of the International Workshop on Quantitation in Biomedical Imaging with PET and MRI (Els

H.Fujiwara、A.Kimura、T.Wakayama：“超极化 Xe-129 作为 MRI 和 MRS 中肺功能的新型探针剂。9.4T 小鼠实验结果”PET 生物医学成像定量国际研讨会论文集

K.Saito, A.Kimura, H.Fujiwara: "The Study of Xe Adsorption Behaivior in Meso-Size Pores of Carbon Black Materials using Laser-Polarized 129Xe NMR Spectroscopy"Mag.Reson.Imag.. 21. 401-403 (2003)

K.Saito、A.Kimura、H.Fujiwara：“使用激光偏振 129Xe NMR 光谱研究炭黑材料中尺寸孔中的 Xe 吸附行为”Mag.Reson.Imag.. 21. 401-403 (2003)

Y.Kawata, T.Kamiya, H.Miura, A.Kimura, H.Fujiwara: "Practical Application of NMR Spectra of ^<129>Xe dissolved in Red Blood Cell"Proceedings of the International Workshop on Quantitation in Biomedical Imaging with PET and MRI (Elsevier). (2004)

Y.Kawata、T.Kamiya、H.Miura、A.Kimura、H.Fujiwara：“溶解在红细胞中的 ^<129>Xe NMR 光谱的实际应用”PET 生物医学成像定量国际研讨会论文集

M.Narazaki, T.Wakayama, A.Kimura, H.Fujiwara: "MRI and MRS of hyperpolarized ^<129>Xe in the Chest of Mouse. Effect of Contrast Agent on the MRS"Proceedings of the International Workshop on Quantitation in Biomedical Imaging with PET and MRI (Elsevier). (

M.Narazaki、T.Wakayama、A.Kimura、H.Fujiwara：“小鼠胸部超极化 ^<129>Xe 的 MRI 和 MRS。造影剂对 MRS 的影响”国际生物医学定量研讨会论文集