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

基本信息

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

项目摘要

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。

当在吹入超极化氙气的同时进行NMR测量时，吹气期间的信号观察会伴随着波形失真。为了避免这种情况，我们组装了一个实验装置，对脉冲序列进行了同步吹气和FID信号采集。已证实，如果适当设置吹气和除泡之间的时间间隔，该方法对于蛋白质溶液等实验非常有效。 Hoesy 的二维实验证实了文献中 P-31 和 H-1 之间出现交叉峰，但超极化 Xe-129 和 H-1 之间并未证实这一点。为此目的，适当设置混合时间被认为是至关重要的。作为双组分体系，从化学位移浓度依赖性的平衡理论分析了水溶性杯芳烃和Xe之间的包合物相互作用，并确定了平衡常数。此时，我们发现化学位移的浓度依赖性很大，超过50 ppm，并提出了一个简单的图来确定平衡常数。此外，我们研究了平衡常数的温度依赖性，并确定了相互作用的焓和熵分量。将这些值与之前报道的环糊精和 Cryptophan A 的结果进行了比较。杯芳烃比环糊精表现出更大的化学位移变化，但平衡常数不大。这被认为是由于杯芳烃空腔的大小造成的。已证实，焓和熵与肌红蛋白衍生物和Xe之间的相互作用的熵和熵相当。结果发现Xe与伙伴分子的芳环部分表现出强烈的相互作用。