原子和分子具有与被称为核自旋类似的磁性质，核磁共振（NMR）和核磁共振成像（MRI）就是利用该性质获取分子信息的方法。MRI利用体内水分子的信号，但在室温下能检测出的核自旋非常少，为0.001%（10万个中1个），信号弱是其难点。作为解决方案有增加可检测核自旋的“动态核极化”方法，但需要在-150℃以下进行极低温测量，或者必须加入会对测量产生负面影响的自由基分子。
九州大学研究生院工学研究院应用化学部门副教授杨井伸浩等人组成的研究团队研发出了“核极化继电器”的新方法， 将有机晶体中核自旋方向一致的核极化转移到水分子，从而首次在室温下成功使水处于高核极化状态。当晶体尺寸变小后，单位体积的表面积就会变大，与水分子接触使得能用于核极化继电器的面积也变大，极化转移的效率由此提高。因此，研究团队使用再沉淀法制作并分析了大小不同的有机纳米晶体，明确了晶体尺寸与核极化继电器对水分子效率的关系。
尽管此前有过将晶体极化的先例，但还没有将极化转移到液体的先例，此次结果可谓是相当于把不可能变为了可能、把0变为1的成果。今后将有助于提高NMR/MRI对各种生物分子的灵敏度，作为药物筛选和活细胞内蛋白质结构分析的新方法将备受关注。
原文：JSTnews 2022年12月号
翻译：JST客观日本编辑部
