NSMFシンポジウム "ライフサイエンスと超伝導"から

• ◇強磁場NMRマグネット開発の現状と展望
  　金材研では第2期超電導マルチコアプロジェクトの一環として、95年から6年計画で1GHz級NMRスペクトロメータの開発研究を推進中である。このプロジェクトの開発責任者である金属材料技術研究所強磁場ステーションユニットリーダー井上廉氏は、この研究の開発状況について、次のように報告した。　
  　マグネットの最内層HTSコイルに関して、5社が試作した小コイルの評価テストを最近行ったところ、1社に仕様を上回る成果が得られた（図1のBi2212）。HTSコイルの電源駆動と大型化を許せば、現在の延長線上で実現可能であるが、永久電流モード運転を行うためには抜本的なHTS技術の進歩が必要である（図2のごとく現線材のn値は極めて低い）。　マグネットの小型化を図るには、中層コイルに用いるNb3Sn線材の高磁場Jcをさらに向上させる必要がある。開発中の急熱・急冷法Nb3Al線材の工業的実用化ができれば、1GHz超電導マグネットの4.2K運転が実現可能となろう。強磁場マグネットの将来展望については、HTSを使わないでNb3Alコイルの1.8Ｋ運転により1GHz（23.5T）発生が可能になり、Bi2212の高性能・長尺線材実用化により、1.1GHz（28.8T）あるいは1.2GHz（28.2T ）マグネットの実現も夢ではない。
  

  図1　各種Bi系テープの臨界コイル電流密度の磁場依存性

  図2　n値の磁場依存性

• ◇構造生物学における最近の研究動向とNMR技術のインパクト
  　東京大学理学系研究科横山茂之教授は、構造生物学における最近の研究動向について、NMRへの期待をこめて次のように報告した。
  　生物の遺伝子であるDNA研究の進展につれて、DNA塩基配列に従ってアミノ酸が多数結び付いたタンパク質の研究が盛んになっている。生体には10万種類以上の異なる立体構造を持つタンパク質があり、この多様な立体構造を1000種類程度の基本構造の組み合わせとする解明が進んでいる。タンパク質はその、立体構造を通して機能を発揮するが、様々な機能を持つタンパク質の相互作用により複雑な生命現象が営まれている、という関連性の理解も進んでいる。これら立体構造の解析手段も従来のＸ 線解析から、基本構造解析・体系化を可能とするNMR解析に移行しつつある。そして1GHz以上のNMRが実現すれば数万の分子量タンパク質の同定が可能となるなど、NMRに対する期待は大きい。
  
• ◇MRI に始まる電波医学の可能性
  　千葉大学医学部池平博夫教授は、放射線医学から電波医学への展開を提唱した。 　電磁界の医療技術としての利用は、MRIとして広く高度に実用化している。まず、形態診断では、各種緩和時間強調画像化により、従来のX 線CTを完全に凌駕しており、血管撮影においては血流の高質な画像化に成功している。従来弱点であった高速性についても最近の高速イメージング法の進歩により解決している。MRIならではの3次元撮影法は、MRIの実用性をさらに高めたといえよう。代謝診断では ¹H以外にポジトロン核医学では利用できない ²D, ¹³C, ¹⁹F, ³¹Pなど多くの核種を対象とするMRS（スペクトロスコピー）によって代謝状態を測定できる。核種によっては画像化も可能であり、将来新しい生体内代謝画像診断法（電離放射線の被曝がない）としての定着が期待できる。さらに20kW程度の電波発信装置と20T/m/s程度の高速振動磁界発生装置などを利用できれば、治療やリハビリへの応用も期待される。