原子和分子具有與被稱爲核自旋類似的磁性質，核磁共振（NMR）和核磁共振造影（MRI）就是利用該性質獲取分子資訊的方法。MRI利用活體內水分子的訊號，但在室溫下能檢測出的核自旋非常少，爲0.001%（10萬個中1個），訊號弱是其難點。作爲解決方案有增加可檢測核自旋的「動態核極化」方法，但需要在-150℃以下進行極低溫測量，或者必須加入會對測量產生負面影響的自由基分子。
九州大學研究生院工學研究院應用化學部門副教授楊井伸浩等人組成的研究團隊研發出了「核極化繼電器」的新方法， 將有機晶體中核自旋方向一致的核極化轉移到水分子，從而首次在室溫下成功使水處於高核極化狀態。當晶體尺寸變小後，單位體積的表面積就會變大，與水分子接觸使得能用於核極化繼電器的面積也變大，極化轉移的效率由此提高。因此，研究團隊使用再沉澱法製作並分析了大小不同的有機奈米晶，明確了晶體尺寸與核極化繼電器對水分子效率的關係。
儘管此前有過將晶體極化的先例，但還沒有將極化轉移到液體的先例，此次結果可謂是相當於把不可能變爲了可能、把0變爲1的成果。今後將有助於提高NMR/MRI對各種生物分子的靈敏度，作爲藥物篩選和活細胞内蛋白質結構分析的新方法將備受關注。
原文：JSTnews 2022年12月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
