強磁場・極低温環境を用いたサブミクロン分解能を持つMRI顕微鏡の開発

1μm×1μm×1μmの3次元解像度の達成を目標にして、MRI顕微鏡の開発を行なっている。より高い解像度を得るためには、信号雑音比の向上が最重要である。そこで、超低温、高磁場の極限環境を駆使し、高い信号雑音比の達成を目指している。また、新たなパルス系列や強磁場勾配を開発することで、スピン拡散の効果の抑制も行っている。平成17年度に、磁場を0.33Tから0.92Tに高め、磁場勾配を0.25T/mから0.5T/mに向上させることにより、2次元解像度を、6μm×6μmに改善できた。本年度はさらに高解像度が得るため、新たな試料容器を製作した。新しい試料容器では、信号雑音比をさらに向上させるため、磁場を0.92Tから7Tに高め、磁場勾配を0.5T/mから2.0T/mに向上させた。高磁場化に伴い、共鳴条件に必要とされるインダクタンスが小さくなる。また、同軸等にある浮遊のキャパシタンス成分や抵抗成分の影響を受けないようにするため、低温部でLC共鳴させた。これは、回路のQ値の向上のためにも不可欠である。さらに、Filling Factor向上のため、直径200μmの細いチューブ内の相分離界面の可視化することにした。そのため、界面位置の正確な制御が重要となり、ポジショニングシステムの導入を行なった。次にこの新しい試料容器を用いて、より高い解像度を持つMRI顕微鏡の開発を行なった。幾何学的に直交させた送信用コイルと受信用コイルが小さく結合していた。直径200μmのチューブとバルクの体積比が大きく、小さな結合にも関わらずチューブ以外の信号が漏れ込むことになった。また、磁場勾配のz方向成分が破損し、チューブの断面の画像を高解像度で撮影することができなかった。2つの問題点を解決し、開発を進めた。また、濡れ転移と縦磁化の表面緩和の関係を調べるため、チューブ内の混合液体のスピン拡散係数と縦磁化緩和時間の測定を行った。拡散係数は1相状態のものが得られているにも関わらず、縦磁化緩和時間に大きなヒステリシスが観測された。これは、チューブ表面の状態にヒステリシスがあることを示唆している。高分解能の画像を撮影することにより、この問題が解決できると考えている。

1μm×1μm×1μmの3次元解像度の達成を目標にして、MRI顕微鏡の開発を行なっている。より高い解像度を得るためには、信号雑音比の向上が最重要である。そこで、超低温、高磁場の極限環境を駆使し、高い信号雑音比の達成を目指している。また、新たなパルス系列や強磁場勾配を開発することで、スピン拡散の効果の抑制も行っている。平成17年度に、磁場を0.33Tから0.92Tに高め、磁場勾配を0.25T/mから0.5T/mに向上させることにより、2次元解像度を、6μm×6μmに改善できた。本年度はさらに高解像度が得るため、新たな試料容器を製作した。新しい試料容器では、信号雑音比をさらに向上させるため、磁場を0.92Tから7Tに高め、磁場勾配を0.5T/mから2.0T/mに向上させた。高磁場化に伴い、共鳴条件に必要とされるインダクタンスが小さくなる。また、同軸等にある浮遊のキャパシタンス成分や抵抗成分の影響を受けないようにするため、低温部でLC共鳴させた。これは、回路のQ値の向上のためにも不可欠である。さらに、Filling Factor向上のため、直径200μmの細いチューブ内の相分離界面の可視化することにした。そのため、界面位置の正確な制御が重要となり、ポジショニングシステムの導入を行なった。次にこの新しい試料容器を用いて、より高い解像度を持つMRI顕微鏡の開発を行なった。幾何学的に直交させた送信用コイルと受信用コイルが小さく結合していた。直径200μmのチューブとバルクの体積比が大きく、小さな結合にも関わらずチューブ以外の信号が漏れ込むことになった。また、磁場勾配のz方向成分が破損し、チューブの断面の画像を高解像度で撮影することができなかった。2つの問題点を解決し、開発を進めた。また、濡れ転移と縦磁化の表面緩和の関係を調べるため、チューブ内の混合液体のスピン拡散係数と縦磁化緩和時間の測定を行った。拡散係数は1相状態のものが得られているにも関わらず、縦磁化緩和時間に大きなヒステリシスが観測された。これは、チューブ表面の状態にヒステリシスがあることを示唆している。高分解能の画像を撮影することにより、この問題が解決できると考えている。