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公開番号2025086942
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023201230
出願日2023-11-29
発明の名称高偏極化対象物、並びに、その製造方法、高偏極化方法及び高偏極化装置
出願人国立大学法人徳島大学,国立大学法人大阪大学
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 24/12 20060101AFI20250603BHJP(測定;試験)
要約【課題】偏極源を添加でき、十分な縦緩和時間を実現できる、トリプレットDNPによる高偏極化の対象である分子を含む高偏極化対象物、並びに、その製造方法、高偏極化方法及び高偏極化装置を提供する。
【解決手段】高偏極化対象物100は、第1分子102、第2分子104及び偏極源108を含み、第1分子及び第2分子の少なくとも一方は、トリプレットDNPにより原子核スピンを高偏極化させる対象であるターゲット分子であり、第1分子及び第2分子のうち、ターゲット分子でない分子はコフォーマ分子であり、第1分子及び第2分子は、六角形の構造を有する超分子シントンである結合部106を含む共結晶の結晶構造を構成しており、偏極源は、結晶構造のうちの一部を置換する位置に配置されている。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１分子、第２分子及び偏極源を含み、
前記第１分子及び前記第２分子の少なくとも一方は、トリプレットＤＮＰにより原子核スピンを高偏極化させる対象であるターゲット分子であり、
前記第１分子及び前記第２分子のうち、前記ターゲット分子でない分子はコフォーマ分子であり、
前記第１分子及び前記第２分子は、六角形の構造を有する超分子シントンを含む共結晶の結晶構造を構成しており、
前記偏極源は、前記結晶構造のうちの一部を置換する位置に配置されている、高偏極化対象物。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記超分子シントンは、ａｃｉｄ－ａｃｉｄ、ａｃｉｄ－ａｍｉｄｅ、又は、ａｍｉｄｅ－ａｍｉｄｅの超分子シントンを含む、請求項１に記載の高偏極化対象物。
【請求項３】
前記ターゲット分子は、安息香酸、サリチル酸、３－ニトロ安息香酸、ペンタフルオロ安息香酸、イソニコチンアミド、４－メチルベンズアミド、サリチルアミド、ベンズアミド、ピコリンアミド、アスピリン又はエテンザミドである、請求項１又は請求項２に記載の高偏極化対象物。
【請求項４】
前記超分子シントンは、ａｃｉｄ－ａｍｉｄｅの超分子シントンであり、
前記第１分子及び前記第２分子の組合せは、サリチル酸及びベンズアミド、サリチル酸及びピコリンアミド、又は、３－ニトロ安息香酸及びベンズアミドのいずれかである、請求項３に記載の高偏極化対象物。
【請求項５】
前記第１分子及び前記第２分子の組合せは、サリチル酸及びサリチルアミドである、請求項３に記載の高偏極化対象物。
【請求項６】
前記第１分子及び前記第２分子の組合せは、安息香酸と、４－メチルベンズアミド、サリチルアミド又はペンタフルオロ安息香酸との組合せである、請求項３に記載の高偏極化対象物。
【請求項７】
前記ターゲット分子は、アスピリンであり、
前記コフォーマ分子は、ペンタフルオロ安息香酸である、又は、
前記ターゲット分子は、エテンザミドであり、
前記コフォーマ分子は、ペンタフルオロ安息香酸、３－ニトロ安息香酸又はサリチル酸である、請求項３に記載の高偏極化対象物。
【請求項８】
第１コフォーマ分子及び第２コフォーマ分子と、トリプレットＤＮＰにより原子核スピンを高偏極化させる対象であるターゲット分子と、偏極源とを含み、
前記第１コフォーマ分子及び前記第２コフォーマ分子は、六角形の構造を有する超分子シントンを含む共結晶の結晶構造を構成しており、
前記ターゲット分子は、分子間力により前記第１コフォーマ分子及び前記第２コフォーマ分子、又は、前記第１コフォーマ分子に結合されており、
前記偏極源は、前記結晶構造の一部を置換する位置に配置されている、高偏極化対象物。
【請求項９】
前記超分子シントンは、ａｃｉｄ－ａｃｉｄ、ａｃｉｄ－ａｍｉｄｅ、又は、ａｍｉｄｅ－ａｍｉｄｅの超分子シントンを含む、請求項８に記載の高偏極化対象物。
【請求項１０】
前記ターゲット分子は、安息香酸、サリチル酸、ピコリン酸、酢酸、コハク酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ピルビン酸、蟻酸又は尿素である、請求項８又は請求項９に記載の高偏極化対象物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子核スピンを高度に偏極させる対象である高偏極化対象物、並びに、その製造方法、高偏極化方法及び高偏極化装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ＮＭＲ（ＮｕｃｌｅａｒＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ）分光は化学分析において、ＭＲＩ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ）は医療診断において、それぞれなくてはならないツールである。これらの感度を向上できる方法の一つである動的核偏極（以下、ＤＮＰ（ＤｙｎａｍｉｃＮｕｃｌｅａｒＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）ともいう）が近年盛んに研究されている。
【０００３】
ＮＭＲ分光及びＭＲＩにおいては、強い静磁場の下において物質中の原子核スピン（以下、単に核スピンともいう）を精密に制御し、核スピン間の相互作用などにより変調された電磁波信号（ＮＭＲ信号）から分子レベルの豊富な情報を読出す。ＮＭＲ信号の感度は偏極率に比例するが、超電導磁石によって印加される数Ｔ（テスラ）から数十Ｔの強磁場の下においても、核スピンのゼーマンエネルギーは非常に低い。このゼーマンエネルギーは、室温の熱エネルギーより５桁も小さいため、核スピンの向きが静磁場の方向に偏っている割合（偏極率）は１０
－５
～１０
－６
（０．００１～０．０００１％）程度と極めて低く、共鳴する核スピンのうち検出信号に寄与する核スピンの割合は極めて小さい。したがって、ＮＭＲ分光及びＭＲＩの感度を向上させるには、核スピンの偏極率を高くすることが重要である。本明細書において「高偏極」とは、原子核スピンの偏極率が室温における偏極率を超える状態を意味する。
【０００４】
１Ｋ近くの極低温及び３Ｔを超える高磁場下においてＤＮＰを行うことにより、数％から数十％の核スピン偏極率を実現できる。しかし、そのための装置は、高額かつ大型である問題があった。それに対して、下記特許文献１及び非特許文献１には、偏極源としてペンタセンを添加した安息香酸とターゲット分子とを混合して共晶を形成し、これを用いてトリプレットＤＮＰを実行することが開示されている。これにより、試料を極低温に冷却することなく、室温環境における高偏極化を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１９／０３９４７７号
【非特許文献】
【０００６】
Akinori Kagawa, et al., “Dynamic Nuclear Polarization using Photoexcited Triplet Electron Spins in Eutectic Mixtures”, Phys. Chem. A, 2018, 122, 50, 9670-9675
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
偏極源が添加された固体内に偏極が拡散するには、縦緩和時間が十分に長い（例えば、１０秒から１００秒以上）ことが必要である。また、原薬に用いられる種々の分子を高偏極化できれば、医薬品開発に有効である。しかし、偏極源であるペンタセンは、難溶性であり、添加できる分子の種類が限られている問題がある。
【０００８】
したがって、本発明は、偏極源を添加でき、十分な縦緩和時間を実現できる、トリプレットＤＮＰによる高偏極化の対象である分子を含む高偏極化対象物、並びに、その製造方法、高偏極化方法及び高偏極化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の第１の局面に係る高偏極化対象物は、第１分子、第２分子及び偏極源を含み、第１分子及び第２分子の少なくとも一方は、トリプレットＤＮＰにより原子核スピンを高偏極化させる対象であるターゲット分子であり、第１分子及び第２分子のうち、ターゲット分子でない分子はコフォーマ分子であり、第１分子及び第２分子は、六角形の構造を有する超分子シントンを含む共結晶の結晶構造を構成しており、偏極源は、結晶構造のうちの一部を置換する位置に配置されている。これにより、結晶構造に偏極源を取込むことができる。したがって、ターゲット分子の原子核スピンは、トリプレットＤＮＰにより原子核スピンが高偏極化され得る。また、十分な縦緩和時間を実現できる。
【００１０】
（２）上記（１）において、超分子シントンは、ａｃｉｄ－ａｃｉｄ、ａｃｉｄ－ａｍｉｄｅ、又は、ａｍｉｄｅ－ａｍｉｄｅの超分子シントンを含むことができる。これにより、結晶構造にペンタセンなどの偏極源を容易に取込むことができ、トリプレットＤＮＰにより、ターゲット分子の原子核スピンを効率的に高偏極化できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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