超偏極技術は、核磁気共鳴イメージング(NMR/MRI)分子プローブの感度を劇的に向上させることで、従来のNMR/MRIでは一般的に困難な生体内検出を可能にする。超偏極技術の一つである動的核偏極法(DNP)は、高感度化した分子プローブの代謝解析を通じて、代謝反応のリアルタイム追跡や病態診断に応用されている。例えば、代表的なDNP-NMR分子プローブである[1-
13C]ピルビン酸は、[1-
13C]乳酸への代謝率を指標に、さまざまながんの病態診断に利用されている。しかし、実用的なDNP-NMR分子プローブは極めて少なく、その設計指針も確立されていない。筆者らは、緻密な分子設計によって、多数のDNP-NMR分子プローブを開発してきた。本稿では、緩和理論と分子認識機構の解析に基づき、長い超偏極寿命と速い酵素反応を実現したDNP-NMR分子プローブの例を紹介する。
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