フリーラジカルの捕捉による溶解動的核分極（ＤＮＰ）を使用したＮＭＲ分光測定またはＭＲＩ測定の方法
【課題】ＮＭＲにおける縦緩和時間および横緩和時間を延ばし、同時に、過分極化された溶液からフリーラジカルを除去する方法を提供する。
【解決手段】本発明は、１．１）調査中の溶質に加えて、常磁性体を含む第１種の凍結ビーズを調製するステップと、２．１）分極マグネットへその凍結ビーズを挿入するステップと、３．１）磁場中で、核の高い分極状態を作り出すステップと、４．１）試料を室温まで加熱するステップと、５．１）試料をＭＲマグネットへ移すステップと、６．１）ＭＲ測定を行うステップと
を含む、溶解動的核分極による過分極を使用した、磁気共鳴測定用の試料を調製する方法であって、追加のステップとして、１．２）還元剤を含む第２種の凍結ビーズを調製するステップと、２．２）第２種の凍結ビーズを、第１種の凍結ビーズと共に分極マグネットへ挿入するステップとを含むことを特徴とする方法を含む。
【解決手段】本発明は、１．１）調査中の溶質に加えて、常磁性体を含む第１種の凍結ビーズを調製するステップと、２．１）分極マグネットへその凍結ビーズを挿入するステップと、３．１）磁場中で、核の高い分極状態を作り出すステップと、４．１）試料を室温まで加熱するステップと、５．１）試料をＭＲマグネットへ移すステップと、６．１）ＭＲ測定を行うステップと
を含む、溶解動的核分極による過分極を使用した、磁気共鳴測定用の試料を調製する方法であって、追加のステップとして、１．２）還元剤を含む第２種の凍結ビーズを調製するステップと、２．２）第２種の凍結ビーズを、第１種の凍結ビーズと共に分極マグネットへ挿入するステップとを含むことを特徴とする方法を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
１．１）適当な、特にガラス形成溶媒に含まれる調査中の溶質に加えて、常磁性体、特にラジカルを含む第１種の凍結ビーズを調製するステップと、
２．１）分極マグネットへその凍結ビーズを挿入するステップと、
３．１）低温の磁場中で、試料中の核の高い分極状態を作り出すステップと、
４．１）試料を室温まで加熱するステップと、
５．１）分極した試料を分極マグネットからＭＲマグネットへ移すステップと、
６．１）ＭＲ測定を行うステップと
を含む、溶解動的核分極による過分極を使用した、磁気共鳴（＝ＭＲ）測定用の試料を調製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の方法は、特許文献１および特許文献２から既知である。
【０００３】
動的核分極（ＤＮＰ）は、核分極、すなわち、スピンIが１／２の場合のゼーマンレベル／α＞及び／β＞の間の分布差を、室温でのボルツマン分布に対して１００００倍にまで高めることができる（非特許文献１参照）。
【０００４】
凍結する前に調査中の試料と混合しなければならない安定ラジカルのＥＰＲ遷移によるマイクロ波の飽和によってもたらされる熱混合が、核スピン分極を高める原因となる。
【０００５】
溶解ＤＮＰでは、試料は通常、低温かつ中程度の磁場（本発明者らの研究所ではＴ＝１．２ＫおよびＢ０＝３．３５または５Ｔ）で分極化され（非特許文献２〜４参照）、急速に溶解して（非特許文献５参照）、水蒸気の爆発によって周囲温度に加熱される。核スピン分極の損失をできるだけ少なくするために、機械的振動および対流電流の安定化、ならびに必要に応じて生きている有機体への注入作業を含む、分極装置からＮＭＲ分光計またはＭＲＩマグネットへの移動は、間隔Ｔ＜Ｔ１以内で完了させなければならない。本発明者らの研究所では、間隔Ｔは最近４．５ｓまで減少した（非特許文献６参照）。
【０００６】
過分極した溶液中のラジカルは、溶質の縦緩和速度Ｒ１＝１／Ｔ１の増加をもたらし、これが、過分極した核で監視することができる動的過程の時間尺度を制限する。これに付随する横緩和速度Ｒ２＝１／Ｔ２の増大により、望ましくない線の広がりが生じる。長寿命状態（ＬＬＳ）の分布に関しては、緩和速度ＲＬＬＳ＝１／ＴＬＬＳとなり（非特許文献７〜１０参照）、長寿命コヒーレンス（ＬＬＣ）に関しては、崩壊速度ＲＬＬＣ＝１／ＴＬＬＣ（非特許文献２１参照）となる。この緩和速度ＲＬＬＳ及び崩壊速度ＲＬＬＣは、固有状態の分布の場合や単一量子コヒーレンスの場合よりもフリーラジカルの存在に対する感度が高い。
【０００７】
フリーラジカルは毒性をもつ傾向があり、そのラジカルを除去しない限り、過分極化された溶液を生きている有機体に注入すべきではない。
【０００８】
その他、本願従来技術としては非特許文献１１〜２０がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１７３２８２号明細書
【特許文献２】ＧＢ０７１１０４８．９
【非特許文献１】アブラガム，Ａ．、ゴールドマン，Ｍ．「Ｒｅｐ．Ｐｒｏｇ．Ｐｈｙｓ．」１９７８年、４１巻、Ｐ３９５〜４６７
【非特許文献２】コメント，Ａ．、ファン デン ブラント，Ｂ．、ウフマン，Ｋ．、クードゼソー，Ｆ．、ジャニン，Ｓ．、コンテール，Ｊ．Ａ．、ホートル，Ｐ．、ウェンケバッハ，Ｗ．Ｔ．Ｈ．、グルッター，Ｒ．、ファン デル クリンク，Ｊ．Ｊ．「Ｃｏｎｃｅｐｔｓ Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｂ」２００７年、３１Ｂ巻、Ｐ２５５〜２６９
【非特許文献３】コメント，Ａ．、ファン デン ブラント，Ｂ．、ウフマン，Ｋ．、クードゼソー，Ｆ．、ジャニン，Ｓ．、コンテール，Ｊ．Ａ．、ホートル，Ｐ．、ウェンケバッハ，Ｗ．Ｔ．、グルッター，Ｒ．、ファン デル クリンク，Ｊ．Ｊ．「Ａｐｐｌ．Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．」２００８年、３４巻、Ｐ３１３〜３１９
【非特許文献４】ジャニン，Ｓ．、コメント，Ａ．、クードゼソー，Ｆ．、コンテール，Ｊ．Ａ．、ホートル，Ｐ．、ファン デン ブラント，Ｂ．、ファン デル クリンク，Ｊ．Ｊ．「Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．」２００８年、１２８巻、Ｐ２４１１０２
【非特許文献５】アルデンクジャール−ラーセン，Ｊ．Ｈ．、フリドランド，Ｂ．、グラム，Ａ．、ハンソン，Ｌ．、ラルケ，Ｍ．Ｈ．、セーヴィン，Ｒ．、タン，Ｍ．、ゴールマン，Ｋ．「Ｐ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ」２００３年、１００巻、Ｐ１０１５８〜１０１６３
【非特許文献６】どこかで出版予定
【非特許文献７】カラヴェッタ，Ｍ．、ジョアンセン，Ｏ．Ｇ．、レヴィット，Ｍ．Ｈ．「Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．」２００４年、９２巻、Ｐ１５３００３〜１５３００７
【非特許文献８】カラヴェッタ，Ｍ．、レヴィット，Ｍ．Ｈ．「Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．」２００５年、１２２巻、Ｐ２１４５０５
【非特許文献９】ピレイオ，Ｇ．、レヴィット，Ｍ．Ｈ．「Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．」２００９年、１３０巻、Ｐ２１４５０１。
【非特許文献１０】サーカー，Ｒ．、ヴァソス，Ｐ．Ｒ．、ボーデンハウゼン，Ｇ．「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」２００７年、１２９巻、Ｐ３２８〜３３４。
【非特許文献１１】ピレイオ，Ｇ．、カラヴェッタ，Ｍ．、レヴィット，Ｍ．Ｈ．「Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．」２００９年、１０３巻、Ｐ０８３００２
【非特許文献１２】サーカー，Ｒ．、コメント，Ａ．、ヴァソス，Ｐ．Ｒ．、ジャニン，Ｓ．、グルッター，Ｒ．、ボーデンハウゼン，Ｇ．、ホール，Ｈ．、キリック，Ｄ．、デニソフ，Ｖ．Ｐ．「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」２００９年、１３１巻、Ｐ１６０１４〜１６０１５
【非特許文献１３】ヴァソス，Ｐ．Ｒ．、コメント，Ａ．、サーカー，Ｒ．、アフジャ，Ｐ．、ジャニン，Ｓ．、アンセルメ，Ｊ．Ｐ．、コンテール，Ｊ．Ａ．、ホートル，Ｐ．、ファン デン ブラント，Ｂ．、ボーデンハウゼン，Ｇ．「Ｐ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ」２００９年、１０６巻、Ｐ１８４７５〜１８４７９
【非特許文献１４】サーカー，Ｒ．、アフジャ，Ｐ．、ヴァソス，Ｐ．Ｒ．、ボーデンハウゼン，Ｇ．「Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．」２００８年、９巻、Ｐ２４１４〜２４１９
【非特許文献１５】ファン ヘースワイク，Ｒ．Ｂ．、ウフマン，Ｋ．、コメント，Ａ．、クードゼソー，Ｆ．、パラッツォーロ，Ｃ．、クダルブ，Ｃ．、ジャニン，Ｓ．、コンテール，Ｊ．Ａ．、ホートル，Ｐ．、ファン デン ブラント，Ｂ．、ナヴォン，Ｇ．、ファン デル クリンク，Ｊ．Ｊ．、グルッター，Ｒ．「Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．」２００９年、６１巻、Ｐ１４８９〜１４９３
【非特許文献１６】Ｎａｔｕｒｅ Ｍｅｔｈｏｄｓに投稿された原稿
【非特許文献１７】投稿される予定の原稿
【非特許文献１８】バルデラン，Ｄ．、バナザック，Ｋ．、カロイ，Ｈ．、アンタル，Ｒ．、ウェイト，Ｍ．、ウダチン，Ｋ．、リップミースター，Ｊ．Ａ．、ラトクリフ，Ｃ．Ｉ．、オウアリ，Ｏ．、トルド，Ｐ．「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」２００９年、１３１巻、Ｐ５４０２〜５４０４
【非特許文献１９】ウォーレン，Ｊ．Ｊ．、メイヤー，Ｊ．Ｍ．「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」２００８年、１３０巻、Ｐ７５４６〜７５４７
【非特許文献２０】ビエルスキ，Ｂ．Ｈ．Ｊ．、アレン，Ａ．Ｏ．、シュヴァルツ，Ｈ．Ａ．「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」１９８１年、１０３巻、Ｐ３５１６〜３５１８
【非特許文献２１】Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．で印刷中の原稿
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ＮＭＲにおける縦緩和時間および横緩和時間を延ばし、同時に、過分極化された溶液からフリーラジカルを除去することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１に記載の方法により達成される。本発明の方法による調製は、上記調製に加えて、
１．２）溶媒に溶解した還元剤を含む第２種の凍結ビーズを調製するステップ、
２．２）第２種の凍結ビーズを、第１種の凍結ビーズと共に分極マグネットへ挿入するステップ、
を含む。
【００１２】
適当な、特にガラス形成溶媒に含まれる調査中の溶質に加えて、フリーラジカルを含む第１種の凍結ビーズを調製した後、適当な溶媒中に還元剤を含む第２種の凍結ビーズを調製する。これらの第２種の凍結ビーズは、第１種の凍結ビーズと共に、同質量、分極マグネットに挿入する。溶液の濃度を変えることによって、フリーラジカルと還元剤との間のモル比を調整できる。
【００１３】
溶解過程中、すべてのビーズは急速に融解し、２つの溶液は互いに混ざり合うので、ラジカルは、分極マグネットからＮＭＲ分光計またはＭＲＩマグネットに移動する間に還元剤によって還元される。
【００１４】
研究所の実験で、還元剤の添加により、長寿命状態（ＬＬＳ）および長寿命コヒーレンス（ＬＬＣ）の寿命を著しく延ばすことができることが証明された。要約すると、調査中の物質および安定ラジカルを含む凍結ビーズと還元剤を含む凍結ビーズを混合することによって、溶解ＤＮＰに必要とされる安定ラジカルによる常磁性緩和をクエンチすることができる。
【００１５】
本発明の方法の好ましい変形例は、第２種のビーズ中の還元剤の濃度が、第１種のビーズ中の常磁性体の濃度よりも高く、好ましくはその２倍から１００倍であることを特徴とする。
【００１６】
研究所の実験で、２．５ｍＭの常磁性体および３０ｍＭの還元剤を用いた場合、二次反応速度定数ｋ２＝０．２０１±０．００５ｓ−１×Ｍ−１と求められた。還元剤が過剰にあるため、この還元反応は擬一次反応速度定数ｋ１＝０．００６０±０．０００２ｓ−１によって記述することができる。
【００１７】
好ましくは、還元剤は、アスコルビン酸ナトリウムである。実験で、アスコルビン酸ナトリウムがフリーラジカルを還元するのに非常に有効であることが証明された。
【００１８】
本発明の変形例では、還元剤が水、特に重水（Ｄ２Ｏ）に溶解していることを特徴とするものが非常に好ましい。実験で、この溶媒が非常に有効であることが分かった。
【００１９】
本発明の方法の他の好ましい変形例は、第１種のビーズ中の常磁性体（ラジカル）がニトロキシルラジカルを含むことを特徴とする。ニトロキシルラジカルは、低温でのＤＮＰに広く使用されている。
【００２０】
好ましくは、第１種のビーズ中の常磁性体は、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（＝ＴＥＭＰＯＬ）を含む。ＴＥＭＰＯＬは、最も一般的なニトロキシルラジカルである。
【００２１】
本発明の方法の変形例では、第１種の凍結ビーズの溶媒が、グリセロールおよび水の混合物であることを特徴とするものが有利である。低温で、この溶媒はガラス様固体液滴を形成する。
【００２２】
第１種および第２種のビーズが、分極マグネットへ同質量挿入される場合が有利である。ラジカルと還元剤との間のあるモル関係を得るためには、ラジカルまたは還元剤を含む溶液の夫々が同濃度であるものを使用するよりも、その溶液の夫々が所定の濃度であるものを使用して必要とされるビーズの数を計算するほうがずっと容易である。
【００２３】
本発明方法の好ましい変形例では、ステップ５．１）において低温の磁場中でマイクロ波を照射することによって、試料中の核の分極を高めた状態を作り出す。
【００２４】
ステップ６．１）におけるＭＲ測定を、核磁気共鳴（＝ＮＭＲ）分光計または磁気共鳴映像（ＭＲＩ）装置、特に断層撮影装置で行う場合が有利である。これらの機器は、長寿命状態（ＬＬＳ）および長寿命コヒーレンス（ＬＬＣ）の測定に特によく適している。これらの装置は、対象物が生きている場合の調査にも適している。
【００２５】
さらなる利点は、説明および付属の図面から引用することができる。上記および下記の特徴は、本発明に従って、任意の組み合わせで、個々にまたは集合的に使用することができる。言及した実施形態は、網羅的な列挙として理解すべきでなく、むしろ本発明を説明するための代表的な性質を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ），（ｂ）は、ＤＮＰなしの、Ｔ＝２９６Ｋ、磁場Ｂ０＝７．０５Ｔ（プロトンに関して３００ＭＨｚ）における、Ｄ２Ｏ中での２．５ｍＭのＴＥＭＰＯＬと３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムの反応を示す図である。反磁性ＴＥＭＰＯＨＬ中の４つの縮退メチル基による一重項（黒丸）は、常磁性のＴＥＭＰＯＬの還元後にのみ現れる。単一の指数関数によるフィッティング（黒線）により、還元過程について擬一次反応速度定数ｋ１＝０．００６０±０．０００２ｓ−１が求められる。
【図２】（ａ）は、ＴＥＭＰＯＬを含むアクリル酸の凍結ビーズと３Ｍのアスコルビン酸ナトリウム（ビタミンＣ）の凍結ビーズの混合物の高温Ｄ２Ｏによる溶解の４．５ｓ後に測定した、アクリル酸（ＣＨ２＝ＣＨＲＣＯＯＨ）中のプロトンＨＲの過分極化された磁化の崩壊（Ｔ１＝１４．７９±０．２７ｓ）を示す図である。（ｂ）は、捕捉剤を含まず、２．５ｍＭのＴＥＭＰＯＬを含むＤ２Ｏ中のアクリル酸中のプロトンＨＲのＤＮＰなしの反転回復（黒丸、Ｔ１＝５．３５±０．１ｓ）、および、３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムの添加した場合（灰色丸、Ｔ１＝１４．９±０．８ｓ）を示す図である。
【図３】（ａ）は、Ｔ＝２９６ＫおよびＢ０＝７．０５Ｔ（３００ＭＨｚ）における、アクリル酸（ＣＨＩＨＳ＝ＣＨＣＯＯＨ）中の２つのプロトンＨＩおよびＨＳに作用する長寿命状態（ＬＬＳ）の崩壊を示す図である。捕捉剤がない場合（黒丸）、２．５ｍＭのＴＥＭＰＯＬによって急速な崩壊が引き起こされる（ＴＬＬＳ＝１１．１９±０．４６）。３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムを添加した場合（灰色丸）、ＴＬＬＳ＝１７．５２±０．９３（１．６倍）まで延ばすことができる。（ｂ）は、Ｔ＝２９６ＫおよびＢ０＝７．０５Ｔ（３００ＭＨｚ）における、Ａｌａ−Ｇｌｙ中のグリシンの２つのジアステレオトピックなＨαプロトンに作用する長寿命状態（ＬＬＳ）の崩壊を示す図である。捕捉剤がない場合（黒丸）、２．５ｍＭのＴＥＭＰＯＬによって急激な崩壊が引き起こされる（７．８２±０．２４ｓ）。３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムを添加した場合（灰色丸）、３７．４±４．４ｓ（４．８倍）まで延ばすことができる。
【図４】（ａ）は、Ａｌａ−Ｇｌｙ中のグリシンの２つのＨαプロトンに作用する長寿命コヒーレンス（ＬＬＣ）の崩壊は、２．５ｍＭのＴＥＭＰＯの存在に影響される（ＴＬＬＣ＝１．４３ｓ）ことを示す図である。Ｔ＝２９６ＫおよびＢ０＝７．０５Ｔで信号測定し、これを正弦関数で乗じた単一の指数関数的減衰でフィッティングした。この変調はスカラーカップリング定数Ｊ＝１７．２４２Ｈｚから生じる。（ｂ）は、３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムの添加した場合、寿命ＴＬＬＣ＝３．８２が２．７倍延びることを示す図である。Ｔ＝２９６ＫおよびＢ０＝７．０５Ｔで信号測定し、これを正弦関数で乗じた単一の指数関数的減衰でフィッティングした。この変調はスカラーカップリング定数Ｊ＝１７．２４２Ｈｚから生じる。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
研究所の実験において、低温でのＤＮＰに広く使用されている４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ＴＥＭＰＯＬ）などのニトロキシドラジカルが、化学式（１）の溶解過程中に、アスコルビン酸ナトリウム（ビタミンＣ）のような捕捉剤によって、どのように、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１，４−ジオール（ＴＥＭＰＯＨＬ）へ還元され、溶質の横緩和時間および縦緩和時間を延ばし得るのかを実測した。
【００２８】
化学式（１）は、アスコルビン酸ナトリウムによるＴＥＭＰＯＬの還元反応が、非局在化したアスコルビン酸ナトリウムラジカルおよび反磁性のＴＥＭＰＯＨＬの形成をもたらすことを示す。
【００２９】
【化１】
【００３０】
グリセロール／水混合物などのガラス形成溶媒により、調査中の溶質（研究所の実験では、アクリル酸、コリンおよびアセチルコリン（非特許文献１２参照）、アラニン−グリシン（非特許文献１３参照）、ユビキチン（非特許文献１４参照）、リチウム−６（非特許文献１５参照）、キセノン−１２９（非特許文献１６参照）、イットリウム−８９（非特許文献１７参照）などが調査された）に加えて、３０ｍＭのＴＥＭＰＯＬを含む凍結ビーズを、ほぼ同数のＤ２Ｏ中３Ｍのアスコルビン酸ナトリウムを含む凍結ビーズと共に分極装置へ挿入する。
【００３１】
溶解過程中、すべてのビーズは急速に融解し、２つの溶液は互いに混じり合うので、ＴＥＭＰＯＬラジカルは、分極マグネットからＮＭＲ分光計またはＭＲＩマグネットに移動する間にアスコルビン酸ナトリウムによって還元される。
【００３２】
この還元過程の反応速度論は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、ＮＭＲまたはＥＳＲによって室温で調査することができる（非特許文献１８参照）。研究所の実験で、アスコルビン酸塩によるＴＥＭＰＯＬの還元から生じるＴＥＭＰＯＨＬの４つの縮退メチル基によるプロトンシグナルの増大が観察された。２．５ｍＭのＴＥＭＰＯＬおよび３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムを用いた場合、二次反応速度定数ｋ２＝０．２０１±０．００５ｓ−１．Ｍ−１と求められた。アスコルビン酸ナトリウムが過剰にあるため、この還元反応は擬一次反応速度定数ｋ１＝０．００６０±０．０００２ｓ−１によって記述することができる。
【００３３】
アスコルビン酸塩によるＴＥＭＰＯＬの捕捉により、非局在化したアスコルビルラジカルが生じる。このラジカルに関してはアセトニトリルなどの溶媒中において研究されてきている（非特許文献１９参照）。溶解ＤＮＰで一般的に使用される水／グリセロールまたは水／エタノール混合物のような、プロトン供与溶媒の存在下では、アスコルビルラジカルは、化学式（２）の捕捉過程と並行して急速に不均化し（ｋ２は約３×１０５ｓ−１．Ｍ−１）（非特許文献２０参照）、この結果、いかなる常磁性ラジカルも含まない溶液が得られる。
【００３４】
化学式（２）は、アスコルビン酸塩および反磁性の５−（１，２−ジヒドロキシエチル）フラン−２，３，４（５Ｈ）−トリオンへのアスコルビルラジカルの不均化を示す。
【００３５】
【化２】
【００３６】
図２（ｂ）は、アスコルビン酸ナトリウムによるＴＥＭＰＯＬの捕捉がどのように、最も長い寿命Ｔ１を有するアクリル酸（ＣＨ２＝ＣＨＲＣＯＯＨ）中の最も孤立したプロトンＨＲの縦緩和時間を３倍近く延ばすのかを示している。
【００３７】
長寿命状態（非特許文献７〜１１参照）（ＬＬＳ）の寿命ＴＬＬＳは、常磁性緩和に対して非常に影響される。アスコルビン酸ナトリウムによるＴＥＭＰＯＬの捕捉により、アクリル酸（ＣＨＩＨＳ＝ＣＨＣＯＯＨ）中の２つのプロトンＨＩおよびＨＳに関係するＬＬＳの寿命が劇的に延びる（図３（ａ））。同様に、ジペプチドＡｌａ−Ｇｌｙ中のグリシンの２つのジアステレオトピックなＨαプロトンに関係するＬＬＳは、捕捉後に寿命が著しく伸びる（図３（ｂ））。ＬＬＳは、ＤＮＰなしのＴ＝２９６ＫおよびＢ０＝７．０５Ｔで、ＣＷ照射によって励起され（非特許文献１０参照）、維持された。
【００３８】
長寿命コヒーレンス（非特許文献２１参照）（ＬＬＣ）もまた常磁性効果に対して大きな影響を受ける。アスコルビン酸ナトリウムによるＴＥＭＰＯＬの捕捉は、Ａｌａ−Ｇｌｙ中の２つのジアステレオトピックなＨαグリシンプロトンに作用するＬＬＣの寿命ＴＬＬＣを１．１８から２．７５ｓに延ばす（図４（ａ）および図４（４ｂ））。これは、線幅２７０〜１１５ｍＨｚの還元に相当する。ＬＬＣは、ＣＷ照射によって励起され（非特許文献２１参照）、維持された。
【００３９】
要約すると、調査中の物質および安定ラジカルを含む凍結ビーズと、アスコルビン酸（ビタミンＣ）などの還元剤を含む凍結ビーズを混合することによって、溶解ＤＮＰに必要とされる安定ラジカルによる常磁性緩和をクエンチすることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
１．１）適当な、特にガラス形成溶媒に含まれる調査中の溶質に加えて、常磁性体、特にラジカルを含む第１種の凍結ビーズを調製するステップと、
２．１）分極マグネットへその凍結ビーズを挿入するステップと、
３．１）低温の磁場中で、試料中の核の高い分極状態を作り出すステップと、
４．１）試料を室温まで加熱するステップと、
５．１）分極した試料を分極マグネットからＭＲマグネットへ移すステップと、
６．１）ＭＲ測定を行うステップと
を含む、溶解動的核分極による過分極を使用した、磁気共鳴（＝ＭＲ）測定用の試料を調製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の方法は、特許文献１および特許文献２から既知である。
【０００３】
動的核分極（ＤＮＰ）は、核分極、すなわち、スピンIが１／２の場合のゼーマンレベル／α＞及び／β＞の間の分布差を、室温でのボルツマン分布に対して１００００倍にまで高めることができる（非特許文献１参照）。
【０００４】
凍結する前に調査中の試料と混合しなければならない安定ラジカルのＥＰＲ遷移によるマイクロ波の飽和によってもたらされる熱混合が、核スピン分極を高める原因となる。
【０００５】
溶解ＤＮＰでは、試料は通常、低温かつ中程度の磁場（本発明者らの研究所ではＴ＝１．２ＫおよびＢ０＝３．３５または５Ｔ）で分極化され（非特許文献２〜４参照）、急速に溶解して（非特許文献５参照）、水蒸気の爆発によって周囲温度に加熱される。核スピン分極の損失をできるだけ少なくするために、機械的振動および対流電流の安定化、ならびに必要に応じて生きている有機体への注入作業を含む、分極装置からＮＭＲ分光計またはＭＲＩマグネットへの移動は、間隔Ｔ＜Ｔ１以内で完了させなければならない。本発明者らの研究所では、間隔Ｔは最近４．５ｓまで減少した（非特許文献６参照）。
【０００６】
過分極した溶液中のラジカルは、溶質の縦緩和速度Ｒ１＝１／Ｔ１の増加をもたらし、これが、過分極した核で監視することができる動的過程の時間尺度を制限する。これに付随する横緩和速度Ｒ２＝１／Ｔ２の増大により、望ましくない線の広がりが生じる。長寿命状態（ＬＬＳ）の分布に関しては、緩和速度ＲＬＬＳ＝１／ＴＬＬＳとなり（非特許文献７〜１０参照）、長寿命コヒーレンス（ＬＬＣ）に関しては、崩壊速度ＲＬＬＣ＝１／ＴＬＬＣ（非特許文献２１参照）となる。この緩和速度ＲＬＬＳ及び崩壊速度ＲＬＬＣは、固有状態の分布の場合や単一量子コヒーレンスの場合よりもフリーラジカルの存在に対する感度が高い。
【０００７】
フリーラジカルは毒性をもつ傾向があり、そのラジカルを除去しない限り、過分極化された溶液を生きている有機体に注入すべきではない。
【０００８】
その他、本願従来技術としては非特許文献１１〜２０がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１７３２８２号明細書
【特許文献２】ＧＢ０７１１０４８．９
【非特許文献１】アブラガム，Ａ．、ゴールドマン，Ｍ．「Ｒｅｐ．Ｐｒｏｇ．Ｐｈｙｓ．」１９７８年、４１巻、Ｐ３９５〜４６７
【非特許文献２】コメント，Ａ．、ファン デン ブラント，Ｂ．、ウフマン，Ｋ．、クードゼソー，Ｆ．、ジャニン，Ｓ．、コンテール，Ｊ．Ａ．、ホートル，Ｐ．、ウェンケバッハ，Ｗ．Ｔ．Ｈ．、グルッター，Ｒ．、ファン デル クリンク，Ｊ．Ｊ．「Ｃｏｎｃｅｐｔｓ Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｂ」２００７年、３１Ｂ巻、Ｐ２５５〜２６９
【非特許文献３】コメント，Ａ．、ファン デン ブラント，Ｂ．、ウフマン，Ｋ．、クードゼソー，Ｆ．、ジャニン，Ｓ．、コンテール，Ｊ．Ａ．、ホートル，Ｐ．、ウェンケバッハ，Ｗ．Ｔ．、グルッター，Ｒ．、ファン デル クリンク，Ｊ．Ｊ．「Ａｐｐｌ．Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．」２００８年、３４巻、Ｐ３１３〜３１９
【非特許文献４】ジャニン，Ｓ．、コメント，Ａ．、クードゼソー，Ｆ．、コンテール，Ｊ．Ａ．、ホートル，Ｐ．、ファン デン ブラント，Ｂ．、ファン デル クリンク，Ｊ．Ｊ．「Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．」２００８年、１２８巻、Ｐ２４１１０２
【非特許文献５】アルデンクジャール−ラーセン，Ｊ．Ｈ．、フリドランド，Ｂ．、グラム，Ａ．、ハンソン，Ｌ．、ラルケ，Ｍ．Ｈ．、セーヴィン，Ｒ．、タン，Ｍ．、ゴールマン，Ｋ．「Ｐ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ」２００３年、１００巻、Ｐ１０１５８〜１０１６３
【非特許文献６】どこかで出版予定
【非特許文献７】カラヴェッタ，Ｍ．、ジョアンセン，Ｏ．Ｇ．、レヴィット，Ｍ．Ｈ．「Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．」２００４年、９２巻、Ｐ１５３００３〜１５３００７
【非特許文献８】カラヴェッタ，Ｍ．、レヴィット，Ｍ．Ｈ．「Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．」２００５年、１２２巻、Ｐ２１４５０５
【非特許文献９】ピレイオ，Ｇ．、レヴィット，Ｍ．Ｈ．「Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．」２００９年、１３０巻、Ｐ２１４５０１。
【非特許文献１０】サーカー，Ｒ．、ヴァソス，Ｐ．Ｒ．、ボーデンハウゼン，Ｇ．「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」２００７年、１２９巻、Ｐ３２８〜３３４。
【非特許文献１１】ピレイオ，Ｇ．、カラヴェッタ，Ｍ．、レヴィット，Ｍ．Ｈ．「Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．」２００９年、１０３巻、Ｐ０８３００２
【非特許文献１２】サーカー，Ｒ．、コメント，Ａ．、ヴァソス，Ｐ．Ｒ．、ジャニン，Ｓ．、グルッター，Ｒ．、ボーデンハウゼン，Ｇ．、ホール，Ｈ．、キリック，Ｄ．、デニソフ，Ｖ．Ｐ．「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」２００９年、１３１巻、Ｐ１６０１４〜１６０１５
【非特許文献１３】ヴァソス，Ｐ．Ｒ．、コメント，Ａ．、サーカー，Ｒ．、アフジャ，Ｐ．、ジャニン，Ｓ．、アンセルメ，Ｊ．Ｐ．、コンテール，Ｊ．Ａ．、ホートル，Ｐ．、ファン デン ブラント，Ｂ．、ボーデンハウゼン，Ｇ．「Ｐ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ」２００９年、１０６巻、Ｐ１８４７５〜１８４７９
【非特許文献１４】サーカー，Ｒ．、アフジャ，Ｐ．、ヴァソス，Ｐ．Ｒ．、ボーデンハウゼン，Ｇ．「Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．」２００８年、９巻、Ｐ２４１４〜２４１９
【非特許文献１５】ファン ヘースワイク，Ｒ．Ｂ．、ウフマン，Ｋ．、コメント，Ａ．、クードゼソー，Ｆ．、パラッツォーロ，Ｃ．、クダルブ，Ｃ．、ジャニン，Ｓ．、コンテール，Ｊ．Ａ．、ホートル，Ｐ．、ファン デン ブラント，Ｂ．、ナヴォン，Ｇ．、ファン デル クリンク，Ｊ．Ｊ．、グルッター，Ｒ．「Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．」２００９年、６１巻、Ｐ１４８９〜１４９３
【非特許文献１６】Ｎａｔｕｒｅ Ｍｅｔｈｏｄｓに投稿された原稿
【非特許文献１７】投稿される予定の原稿
【非特許文献１８】バルデラン，Ｄ．、バナザック，Ｋ．、カロイ，Ｈ．、アンタル，Ｒ．、ウェイト，Ｍ．、ウダチン，Ｋ．、リップミースター，Ｊ．Ａ．、ラトクリフ，Ｃ．Ｉ．、オウアリ，Ｏ．、トルド，Ｐ．「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」２００９年、１３１巻、Ｐ５４０２〜５４０４
【非特許文献１９】ウォーレン，Ｊ．Ｊ．、メイヤー，Ｊ．Ｍ．「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」２００８年、１３０巻、Ｐ７５４６〜７５４７
【非特許文献２０】ビエルスキ，Ｂ．Ｈ．Ｊ．、アレン，Ａ．Ｏ．、シュヴァルツ，Ｈ．Ａ．「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」１９８１年、１０３巻、Ｐ３５１６〜３５１８
【非特許文献２１】Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．で印刷中の原稿
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ＮＭＲにおける縦緩和時間および横緩和時間を延ばし、同時に、過分極化された溶液からフリーラジカルを除去することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１に記載の方法により達成される。本発明の方法による調製は、上記調製に加えて、
１．２）溶媒に溶解した還元剤を含む第２種の凍結ビーズを調製するステップ、
２．２）第２種の凍結ビーズを、第１種の凍結ビーズと共に分極マグネットへ挿入するステップ、
を含む。
【００１２】
適当な、特にガラス形成溶媒に含まれる調査中の溶質に加えて、フリーラジカルを含む第１種の凍結ビーズを調製した後、適当な溶媒中に還元剤を含む第２種の凍結ビーズを調製する。これらの第２種の凍結ビーズは、第１種の凍結ビーズと共に、同質量、分極マグネットに挿入する。溶液の濃度を変えることによって、フリーラジカルと還元剤との間のモル比を調整できる。
【００１３】
溶解過程中、すべてのビーズは急速に融解し、２つの溶液は互いに混ざり合うので、ラジカルは、分極マグネットからＮＭＲ分光計またはＭＲＩマグネットに移動する間に還元剤によって還元される。
【００１４】
研究所の実験で、還元剤の添加により、長寿命状態（ＬＬＳ）および長寿命コヒーレンス（ＬＬＣ）の寿命を著しく延ばすことができることが証明された。要約すると、調査中の物質および安定ラジカルを含む凍結ビーズと還元剤を含む凍結ビーズを混合することによって、溶解ＤＮＰに必要とされる安定ラジカルによる常磁性緩和をクエンチすることができる。
【００１５】
本発明の方法の好ましい変形例は、第２種のビーズ中の還元剤の濃度が、第１種のビーズ中の常磁性体の濃度よりも高く、好ましくはその２倍から１００倍であることを特徴とする。
【００１６】
研究所の実験で、２．５ｍＭの常磁性体および３０ｍＭの還元剤を用いた場合、二次反応速度定数ｋ２＝０．２０１±０．００５ｓ−１×Ｍ−１と求められた。還元剤が過剰にあるため、この還元反応は擬一次反応速度定数ｋ１＝０．００６０±０．０００２ｓ−１によって記述することができる。
【００１７】
好ましくは、還元剤は、アスコルビン酸ナトリウムである。実験で、アスコルビン酸ナトリウムがフリーラジカルを還元するのに非常に有効であることが証明された。
【００１８】
本発明の変形例では、還元剤が水、特に重水（Ｄ２Ｏ）に溶解していることを特徴とするものが非常に好ましい。実験で、この溶媒が非常に有効であることが分かった。
【００１９】
本発明の方法の他の好ましい変形例は、第１種のビーズ中の常磁性体（ラジカル）がニトロキシルラジカルを含むことを特徴とする。ニトロキシルラジカルは、低温でのＤＮＰに広く使用されている。
【００２０】
好ましくは、第１種のビーズ中の常磁性体は、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（＝ＴＥＭＰＯＬ）を含む。ＴＥＭＰＯＬは、最も一般的なニトロキシルラジカルである。
【００２１】
本発明の方法の変形例では、第１種の凍結ビーズの溶媒が、グリセロールおよび水の混合物であることを特徴とするものが有利である。低温で、この溶媒はガラス様固体液滴を形成する。
【００２２】
第１種および第２種のビーズが、分極マグネットへ同質量挿入される場合が有利である。ラジカルと還元剤との間のあるモル関係を得るためには、ラジカルまたは還元剤を含む溶液の夫々が同濃度であるものを使用するよりも、その溶液の夫々が所定の濃度であるものを使用して必要とされるビーズの数を計算するほうがずっと容易である。
【００２３】
本発明方法の好ましい変形例では、ステップ５．１）において低温の磁場中でマイクロ波を照射することによって、試料中の核の分極を高めた状態を作り出す。
【００２４】
ステップ６．１）におけるＭＲ測定を、核磁気共鳴（＝ＮＭＲ）分光計または磁気共鳴映像（ＭＲＩ）装置、特に断層撮影装置で行う場合が有利である。これらの機器は、長寿命状態（ＬＬＳ）および長寿命コヒーレンス（ＬＬＣ）の測定に特によく適している。これらの装置は、対象物が生きている場合の調査にも適している。
【００２５】
さらなる利点は、説明および付属の図面から引用することができる。上記および下記の特徴は、本発明に従って、任意の組み合わせで、個々にまたは集合的に使用することができる。言及した実施形態は、網羅的な列挙として理解すべきでなく、むしろ本発明を説明するための代表的な性質を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ），（ｂ）は、ＤＮＰなしの、Ｔ＝２９６Ｋ、磁場Ｂ０＝７．０５Ｔ（プロトンに関して３００ＭＨｚ）における、Ｄ２Ｏ中での２．５ｍＭのＴＥＭＰＯＬと３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムの反応を示す図である。反磁性ＴＥＭＰＯＨＬ中の４つの縮退メチル基による一重項（黒丸）は、常磁性のＴＥＭＰＯＬの還元後にのみ現れる。単一の指数関数によるフィッティング（黒線）により、還元過程について擬一次反応速度定数ｋ１＝０．００６０±０．０００２ｓ−１が求められる。
【図２】（ａ）は、ＴＥＭＰＯＬを含むアクリル酸の凍結ビーズと３Ｍのアスコルビン酸ナトリウム（ビタミンＣ）の凍結ビーズの混合物の高温Ｄ２Ｏによる溶解の４．５ｓ後に測定した、アクリル酸（ＣＨ２＝ＣＨＲＣＯＯＨ）中のプロトンＨＲの過分極化された磁化の崩壊（Ｔ１＝１４．７９±０．２７ｓ）を示す図である。（ｂ）は、捕捉剤を含まず、２．５ｍＭのＴＥＭＰＯＬを含むＤ２Ｏ中のアクリル酸中のプロトンＨＲのＤＮＰなしの反転回復（黒丸、Ｔ１＝５．３５±０．１ｓ）、および、３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムの添加した場合（灰色丸、Ｔ１＝１４．９±０．８ｓ）を示す図である。
【図３】（ａ）は、Ｔ＝２９６ＫおよびＢ０＝７．０５Ｔ（３００ＭＨｚ）における、アクリル酸（ＣＨＩＨＳ＝ＣＨＣＯＯＨ）中の２つのプロトンＨＩおよびＨＳに作用する長寿命状態（ＬＬＳ）の崩壊を示す図である。捕捉剤がない場合（黒丸）、２．５ｍＭのＴＥＭＰＯＬによって急速な崩壊が引き起こされる（ＴＬＬＳ＝１１．１９±０．４６）。３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムを添加した場合（灰色丸）、ＴＬＬＳ＝１７．５２±０．９３（１．６倍）まで延ばすことができる。（ｂ）は、Ｔ＝２９６ＫおよびＢ０＝７．０５Ｔ（３００ＭＨｚ）における、Ａｌａ−Ｇｌｙ中のグリシンの２つのジアステレオトピックなＨαプロトンに作用する長寿命状態（ＬＬＳ）の崩壊を示す図である。捕捉剤がない場合（黒丸）、２．５ｍＭのＴＥＭＰＯＬによって急激な崩壊が引き起こされる（７．８２±０．２４ｓ）。３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムを添加した場合（灰色丸）、３７．４±４．４ｓ（４．８倍）まで延ばすことができる。
【図４】（ａ）は、Ａｌａ−Ｇｌｙ中のグリシンの２つのＨαプロトンに作用する長寿命コヒーレンス（ＬＬＣ）の崩壊は、２．５ｍＭのＴＥＭＰＯの存在に影響される（ＴＬＬＣ＝１．４３ｓ）ことを示す図である。Ｔ＝２９６ＫおよびＢ０＝７．０５Ｔで信号測定し、これを正弦関数で乗じた単一の指数関数的減衰でフィッティングした。この変調はスカラーカップリング定数Ｊ＝１７．２４２Ｈｚから生じる。（ｂ）は、３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムの添加した場合、寿命ＴＬＬＣ＝３．８２が２．７倍延びることを示す図である。Ｔ＝２９６ＫおよびＢ０＝７．０５Ｔで信号測定し、これを正弦関数で乗じた単一の指数関数的減衰でフィッティングした。この変調はスカラーカップリング定数Ｊ＝１７．２４２Ｈｚから生じる。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
研究所の実験において、低温でのＤＮＰに広く使用されている４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ＴＥＭＰＯＬ）などのニトロキシドラジカルが、化学式（１）の溶解過程中に、アスコルビン酸ナトリウム（ビタミンＣ）のような捕捉剤によって、どのように、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１，４−ジオール（ＴＥＭＰＯＨＬ）へ還元され、溶質の横緩和時間および縦緩和時間を延ばし得るのかを実測した。
【００２８】
化学式（１）は、アスコルビン酸ナトリウムによるＴＥＭＰＯＬの還元反応が、非局在化したアスコルビン酸ナトリウムラジカルおよび反磁性のＴＥＭＰＯＨＬの形成をもたらすことを示す。
【００２９】
【化１】
【００３０】
グリセロール／水混合物などのガラス形成溶媒により、調査中の溶質（研究所の実験では、アクリル酸、コリンおよびアセチルコリン（非特許文献１２参照）、アラニン−グリシン（非特許文献１３参照）、ユビキチン（非特許文献１４参照）、リチウム−６（非特許文献１５参照）、キセノン−１２９（非特許文献１６参照）、イットリウム−８９（非特許文献１７参照）などが調査された）に加えて、３０ｍＭのＴＥＭＰＯＬを含む凍結ビーズを、ほぼ同数のＤ２Ｏ中３Ｍのアスコルビン酸ナトリウムを含む凍結ビーズと共に分極装置へ挿入する。
【００３１】
溶解過程中、すべてのビーズは急速に融解し、２つの溶液は互いに混じり合うので、ＴＥＭＰＯＬラジカルは、分極マグネットからＮＭＲ分光計またはＭＲＩマグネットに移動する間にアスコルビン酸ナトリウムによって還元される。
【００３２】
この還元過程の反応速度論は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、ＮＭＲまたはＥＳＲによって室温で調査することができる（非特許文献１８参照）。研究所の実験で、アスコルビン酸塩によるＴＥＭＰＯＬの還元から生じるＴＥＭＰＯＨＬの４つの縮退メチル基によるプロトンシグナルの増大が観察された。２．５ｍＭのＴＥＭＰＯＬおよび３０ｍＭのアスコルビン酸ナトリウムを用いた場合、二次反応速度定数ｋ２＝０．２０１±０．００５ｓ−１．Ｍ−１と求められた。アスコルビン酸ナトリウムが過剰にあるため、この還元反応は擬一次反応速度定数ｋ１＝０．００６０±０．０００２ｓ−１によって記述することができる。
【００３３】
アスコルビン酸塩によるＴＥＭＰＯＬの捕捉により、非局在化したアスコルビルラジカルが生じる。このラジカルに関してはアセトニトリルなどの溶媒中において研究されてきている（非特許文献１９参照）。溶解ＤＮＰで一般的に使用される水／グリセロールまたは水／エタノール混合物のような、プロトン供与溶媒の存在下では、アスコルビルラジカルは、化学式（２）の捕捉過程と並行して急速に不均化し（ｋ２は約３×１０５ｓ−１．Ｍ−１）（非特許文献２０参照）、この結果、いかなる常磁性ラジカルも含まない溶液が得られる。
【００３４】
化学式（２）は、アスコルビン酸塩および反磁性の５−（１，２−ジヒドロキシエチル）フラン−２，３，４（５Ｈ）−トリオンへのアスコルビルラジカルの不均化を示す。
【００３５】
【化２】
【００３６】
図２（ｂ）は、アスコルビン酸ナトリウムによるＴＥＭＰＯＬの捕捉がどのように、最も長い寿命Ｔ１を有するアクリル酸（ＣＨ２＝ＣＨＲＣＯＯＨ）中の最も孤立したプロトンＨＲの縦緩和時間を３倍近く延ばすのかを示している。
【００３７】
長寿命状態（非特許文献７〜１１参照）（ＬＬＳ）の寿命ＴＬＬＳは、常磁性緩和に対して非常に影響される。アスコルビン酸ナトリウムによるＴＥＭＰＯＬの捕捉により、アクリル酸（ＣＨＩＨＳ＝ＣＨＣＯＯＨ）中の２つのプロトンＨＩおよびＨＳに関係するＬＬＳの寿命が劇的に延びる（図３（ａ））。同様に、ジペプチドＡｌａ−Ｇｌｙ中のグリシンの２つのジアステレオトピックなＨαプロトンに関係するＬＬＳは、捕捉後に寿命が著しく伸びる（図３（ｂ））。ＬＬＳは、ＤＮＰなしのＴ＝２９６ＫおよびＢ０＝７．０５Ｔで、ＣＷ照射によって励起され（非特許文献１０参照）、維持された。
【００３８】
長寿命コヒーレンス（非特許文献２１参照）（ＬＬＣ）もまた常磁性効果に対して大きな影響を受ける。アスコルビン酸ナトリウムによるＴＥＭＰＯＬの捕捉は、Ａｌａ−Ｇｌｙ中の２つのジアステレオトピックなＨαグリシンプロトンに作用するＬＬＣの寿命ＴＬＬＣを１．１８から２．７５ｓに延ばす（図４（ａ）および図４（４ｂ））。これは、線幅２７０〜１１５ｍＨｚの還元に相当する。ＬＬＣは、ＣＷ照射によって励起され（非特許文献２１参照）、維持された。
【００３９】
要約すると、調査中の物質および安定ラジカルを含む凍結ビーズと、アスコルビン酸（ビタミンＣ）などの還元剤を含む凍結ビーズを混合することによって、溶解ＤＮＰに必要とされる安定ラジカルによる常磁性緩和をクエンチすることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．１）適当な、特にガラス形成溶媒に含まれる調査中の溶質に加えて、常磁性体、特にラジカルを含む第１種の凍結ビーズを調製するステップと、
２．１）分極マグネットへ前記凍結ビーズを挿入するステップと、
３．１）低温の磁場中で、試料中の核の高い分極状態を作り出すステップと、
４．１）前記試料を室温まで加熱するステップと、
５．１）前記分極化した試料を前記分極マグネットからＭＲマグネットへ移すステップと、
６．１）ＭＲ測定を行うステップと
を含む、溶解動的核分極による過分極を使用した、磁気共鳴（＝ＭＲ）測定用の試料を調製する方法であって、
追加のステップとして、
１．２）溶媒に溶解した還元剤を含む第２種の凍結ビーズを調製するステップと、
２．２）前記第２種の凍結ビーズを、前記第１種の凍結ビーズと共に前記分極マグネットへ挿入するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２種のビーズ中の前記還元剤の濃度が、前記第１種のビーズ中の前記常磁性体の濃度よりも高く、好ましくはその２倍から１００倍であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記還元剤が、アスコルビン酸ナトリウムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記還元剤が、水、特に重水に溶解していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１種のビーズ中の前記常磁性体が、ニトロキシルラジカルを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１種のビーズ中の前記常磁性体が、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（＝ＴＥＭＰＯＬ）を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１種の凍結ビーズの前記溶媒が、グリセロールおよび水、特に重水の混合物であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１種および前記第２種のビーズが、前記分極マグネットへ同質量挿入されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ステップ３．１）において低温の磁場中でマイクロ波を照射することによって、前記試料中の核の分極を高めた状態を作り出すことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
ステップ６．１）における前記ＭＲ測定が、核磁気共鳴（＝ＮＭＲ）分光計または磁気共鳴映像（ＭＲＩ）装置、特に断層撮影装置で行われることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１】
１．１）適当な、特にガラス形成溶媒に含まれる調査中の溶質に加えて、常磁性体、特にラジカルを含む第１種の凍結ビーズを調製するステップと、
２．１）分極マグネットへ前記凍結ビーズを挿入するステップと、
３．１）低温の磁場中で、試料中の核の高い分極状態を作り出すステップと、
４．１）前記試料を室温まで加熱するステップと、
５．１）前記分極化した試料を前記分極マグネットからＭＲマグネットへ移すステップと、
６．１）ＭＲ測定を行うステップと
を含む、溶解動的核分極による過分極を使用した、磁気共鳴（＝ＭＲ）測定用の試料を調製する方法であって、
追加のステップとして、
１．２）溶媒に溶解した還元剤を含む第２種の凍結ビーズを調製するステップと、
２．２）前記第２種の凍結ビーズを、前記第１種の凍結ビーズと共に前記分極マグネットへ挿入するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２種のビーズ中の前記還元剤の濃度が、前記第１種のビーズ中の前記常磁性体の濃度よりも高く、好ましくはその２倍から１００倍であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記還元剤が、アスコルビン酸ナトリウムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記還元剤が、水、特に重水に溶解していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１種のビーズ中の前記常磁性体が、ニトロキシルラジカルを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１種のビーズ中の前記常磁性体が、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（＝ＴＥＭＰＯＬ）を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１種の凍結ビーズの前記溶媒が、グリセロールおよび水、特に重水の混合物であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１種および前記第２種のビーズが、前記分極マグネットへ同質量挿入されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ステップ３．１）において低温の磁場中でマイクロ波を照射することによって、前記試料中の核の分極を高めた状態を作り出すことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
ステップ６．１）における前記ＭＲ測定が、核磁気共鳴（＝ＮＭＲ）分光計または磁気共鳴映像（ＭＲＩ）装置、特に断層撮影装置で行われることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１４５２９７（Ｐ２０１１−１４５２９７Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−７１７５（Ｐ２０１１−７１７５）
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（５９１１４８０４８）ブルーカー バイオシュピン アー・ゲー (53)
【出願人】（５１１０１５３０８）エコール ポリテクニーク フェデラル ドゥ ローザンヌ （ウペエフエル）ウペエフエル−エスエールイ (1)
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１７５（Ｐ２０１１−７１７５）
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（５９１１４８０４８）ブルーカー バイオシュピン アー・ゲー (53)
【出願人】（５１１０１５３０８）エコール ポリテクニーク フェデラル ドゥ ローザンヌ （ウペエフエル）ウペエフエル−エスエールイ (1)
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