Исследовательская группа, состоящая из исследователей из NIMS, RIKEN, Kobe Steel и JEOL RESONANCE (консолидированная дочерняя компания JEOL), успешно разработала систему ЯМР (ядерного магнитного резонанса), оснащенную самым высоким в мире магнитным полем, 1020 МГц, во время участия в JST- Программа SENTAN «Разработка систем и технологий для передовых измерений и анализа». Кроме того, проведя фактические измерения с помощью этой новой системы, команда подтвердила, что ее характеристики значительно улучшены по сравнению с обычными системами ЯМР с точки зрения чувствительности и разрешения.Системы ЯМР использовались для различных целей, включая трехмерный конформационный анализ биополимеров, таких как белки, органическую химию и исследования материалов. В частности, это один из незаменимых инструментов при разработке новых лекарств.
При разработке нового лекарства жизненно важно быстро и точно понять структуру белка. С этой точки зрения улучшение характеристик систем ЯМР имеет большое значение.
Напряженность магнитного поля является ключевым показателем эффективности систем ЯМР, поэтому за разработку систем ЯМР с магнитными полями более 1000 МГц велась жесткая конкуренция. Долгое время многие ожидали, что использование технологии высокотемпературных сверхпроводников позволит создавать магнитные поля выше 1000 МГц. Однако из-за того, что высокотемпературные сверхпроводники имели такие проблемы, как хрупкость и сложность обработки, ни одна из сторон не добилась их практического использования в течение длительного времени.
Благодаря разработке нескольких новых технологий, включая преобразование высокотемпературного сверхпроводника, разработанного NIMS в 1988 году, в форму проволочного материала, исследовательская группа недавно создала систему ЯМР, оснащенную самым высоким в мире магнитным полем на частоте 1020 МГц. Прежде чем сделать это достижение, команда потратила 20 лет на планирование, проектирование и строительство, а также на преодоление многих трудностей, таких как приостановка проекта из-за повреждения почти завершенной системы, вызванного Великим землетрясением на востоке Японии, столкнувшись с серьезным всемирным землетрясением. нехватка гелия и внезапная кончина руководителя группы.
Ожидается, что ЯМР в сверхсильном магнитном поле внесет большой вклад в различные области, такие как структурная биология, аналитическая химия и инженерия материалов. Кроме того, учитывая, что для ЯМР требуется магнитное поле с исключительной точностью, технология высокотемпературных сверхпроводников, культивировавшаяся при разработке ЯМР, применима к различным высокотехнологичным системам, таким как МРТ (магнитно-резонансная томография), ядерный синтез, линейные моторные поезда. и сверхпроводящие силовые кабели.
Часть этого исследования была опубликована в Journal of Magnetic Resonance 15 мая 2015 г. и была представлена на конференции по экспериментальному ядерному магнитному резонансу, крупнейшей международной конференции по ЯМР, проходившей с 19 по 24 апреля в США и на 57-й Форум твердотельного ЯМР и материалов, состоявшийся 21 мая 2015 г. в Японии.* Самое высокое магнитное поле в мире: 1020 МГц (24,0 Тл) по состоянию на 17 апреля 2015 г.