理化学研究所、ジャパンスーパーコンダクターテクノロジー株式会社、物質・材料研究機構、株式会社JEOL RESONANCE、千葉大学の共同研究グループは新しい超伝導ワイヤを用いた核磁気共鳴(NMR)装置を開発し、タンパク質の測定に成功しました。NMRは物質の構造を調べるのに欠かせない装置ですが、コンパクト化が期待できるそうです。

 NMRは物質に強い磁場をかけることで分子の構造を調べる装置です。例えば生体が持つタンパク質を調べることで、体の中での医薬品の作用を推測することができます。強力な磁場を発生させるためには強い電磁石が必要ですが、そこで用いられるのが超伝導磁石です。これまでの超伝導磁石はどうしても大型になってしまうという問題がありました。例えば最高水準の装置では電磁石だけでも4トンもの重量になります。これをレアアース系高温超電導体で作ることができれば、小型化・高性能化が可能だと期待されていました。ところが磁場に乱れが生じるという課題が残っていました。

 解決のヒントになったのは医療現場で使われるMRIという、同じ原理で動く装置です。MRIでも磁場が乱れる問題がありましたが、検査を受ける人の周囲に磁性体である鉄の断片を多数配置することで乱れを打ち消しています。一方NMRは人間と比べて測定対象が小さく、MRIの技術をそのまま用いることはできませんでした。そこでグループは少数の小さな鉄のシートを用い、形状や配置を調整することで磁場の乱れを打ち消すことに成功したのです。

 今回開発した技術はより高性能なNMR装置を開発する上で重要なブレークスルーになると注目されています。磁石の重量は2トン程度の軽量化が見込めるとしており、均一で強力な磁場を発生させることが可能です。こうしたNMR技術の進歩が新薬などの開発を加速させてくれることが期待されます。

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大学ジャーナルオンライン編集部

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