スポットライトリサーチ

NMRやMRIを室温で高感度化することができるtriplet-DNPと呼ばれる技術を、多孔性金属錯体（MOF）に応用した研究です。

triplet-DNPは、特定の有機分子を光励起し、項間交差により三重項電子に自然と出現するスピンの偏極（向きの偏り）を核スピンへと移行することで、NMRやMRIの感度を室温で向上させる技術です（下図）。

従来この手法は、高感度化したい分子を取り込むことが難しい有機結晶、もしくは構造が柔軟で偏極を室温で蓄積することが難しいガラス中でのみ行われており、高感度MRIへの応用は制限されていました。

本研究では、分子を包摂可能な多孔性かつ硬い結晶性の材料として知られるMOFを、triplet-DNPによって室温で高偏極化することに初めて成功し、MOF骨格の¹H NMR信号を約50倍増感することができました（下図）。

特に変わった工夫ではないのですが、今回用いたMOFであるZIF-8の配位子2-methylimidazoleの運動性が高いメチル基を重水素化し、ZIF-8骨格における¹H核の偏極状態を保持しやすくしたことです。

最終的にtriplet-DNP後のZIF-8のNMR信号増感が、重水素化していないものと比較してより明確になったことを確認できたときは、配位子の設計が上手く結果に結び付いたと感じられて、大変報われた気がした記憶があります。

triplet-DNPの実験は基本的に九大で作製した試料を埼玉の理研に直接持参して行っているのですが、試料条件の最適化のため、月に数回という謎の頻度で九大から理研に通った時期は、（たかだか3ステップですが）何度も大慌てでこの配位子を追合成する羽目になり、今ではすっかり合成したくない分子の一つになりました。

研究内容と本質的にはあまり関係ない話なのですが、やはり試料を作る場所と、肝となる測定を行う場所が遠く離れていることは、実験を進める上で大きな障壁でした。

例えば、現地であの試料も持ってくるべきだったと後悔しないように、沢山の試料を準備するわけですが、要領が悪いためか決まって試料が完成するのが出発当日の明け方で、何故かいつも徹夜で大学から慌てて空港へ向かっていました。一方、理研で一緒に実験してくださる立石さんも、お忙しい中でのtriplet-DNP装置のメンテナンスのために徹夜していることが多く、初日から互いに最悪のコンディションで実験がスタートすることが多かったのは、今では笑い話ですが、当時は疲弊して全然笑えませんでした。

質問されて改めて考えてみたのですが、具体的な回答が思いつきませんでした。将来の選択肢が広いと考え、取り敢えずこのまま博士課程に進学してみることにしたのですが、その少なくとも3年間ある猶予（？）の中で、将来化学とどのように関わるのか考えていこうと思っています。

本研究に携わってきたこの3年で感じたのは、本当に実験は失敗することの方が遥かに多いということです。失敗して何かを学ぶことは大事だと頭では分かっていても、失敗し続けるとどうしても嫌になってしまう。失敗の連続の中でもモチベーションを保つ自分なりの方法をいくつか見つけておくことが、研究を続けて何かを掴む上で重要だと思います。何か良い方法があれば、最近また迷走気味の自分にぜひ教えてください。