(57)【要約】      （修正有）【課題】耐衝撃性に優れると共に超偏極希ガスの偏極率の低下を抑制することが可能な超偏極希ガス導入管を提供する。【解決手段】超偏極希ガス導入管は、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体を含有する樹脂からなる第一の管（ＰＦＡチューブ１１）を有する。第一の管の内表面の最大高さは０．２μｍで、フィルタを設ける。【効果】耐衝撃性が改善され、希ガスの偏極率低下と希ガス導入時の粉末試料の逆流とを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超偏極希ガスを導入する超偏極希ガス導入管において、
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体を含有する樹脂からなる第一の管を有することを特徴とする超偏極希ガス導入管。
【請求項２】
前記第一の管の内表面の最大高さは、０μｍ以上０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の超偏極希ガス導入管。
【請求項３】
前記第一の管にフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超偏極希ガス導入管。
【請求項４】
第二の管をさらに有し、
前記第一の管及び前記第二の管が二重管構造を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の超偏極希ガス導入管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超偏極希ガス導入管に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＭＲ（核磁気共鳴）としては、静磁場によって分裂した核スピンのエネルギー準位間の遷移によって起こるラジオ波周波数の振動磁場からのエネルギーの共鳴吸収を測定する方法（連続波法）又は静磁場中に作られた静磁場と垂直な核スピンの磁気モーメント成分の歳差運動によって誘起される核磁気誘導シグナルを測定する方法（パルス法）があるが、関与するエネルギーが小さいために感度が低いという問題がある。そこで、ＮＭＲの感度を向上させる方法として、超偏極希ガスを用いる方法が知られている。なお、超偏極希ガスとは、静磁場によって分裂した核スピンのエネルギー準位を占有する核スピンの分布が熱平衡時の分布と比較して極端に偏っている希ガスをいう。これにより、磁気共鳴信号強度を数万倍に増強することができ、常圧の気体の測定も可能である。
【０００３】
超偏極希ガスを製造する方法としては、光反応容器内に希ガスとアルカリ金属蒸気の混合気体を封じ込め、これに励起光の照射と磁場の印加を行う方法が知られている。具体的には、円筒状ガラス容器に質量数が１２９であるキセノンとルビジウムを滞留させた状態で、一方向から励起光を入射させ、希ガスの偏極率が高まったところで、超偏極キセノンのＮＭＲ信号を測定する方法である。また、超偏極キセノンを動物に導入して肺等の空洞の画像を測定することができる。しかしながら、ＮＭＲ等の測定に使用する場合に、超偏極キセノンを円筒状ガラス容器から別の容器へ移す必要があるため、超偏極希ガスの偏極率が低下するという問題がある。
【０００４】
そこで、フローセル内に希ガスとアルカリ金属蒸気の混合気体を一方向に流通させると共に、フローセル内には励起光を照射し、かつ磁場を印加することにより、超偏極希ガスを製造する方法が知られている（特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２４８８０９号公報
【特許文献２】特許第３５１６０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に開示されている方法では、ＮＭＲ及びＭＲＩ（磁気共鳴映像法）の測定の際に、ガラス管を介して超偏極希ガスを導入するため、超偏極希ガスの偏極率の低下を抑制するものの、耐衝撃性が低いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、耐衝撃性に優れると共に超偏極希ガスの偏極率の低下を抑制することが可能な超偏極希ガス導入管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、超偏極希ガスを導入する超偏極希ガス導入管において、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体を含有する樹脂からなる第一の管を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体を含有する樹脂からなる第一の管を有するので、耐衝撃性に優れると共に超偏極希ガスの偏極率の低下を抑制することが可能な超偏極希ガス導入管を提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超偏極希ガス導入管において、前記第一の管の内表面の最大高さは、０μｍ以上０．２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、前記第一の管の内表面の最大高さは、０μｍ以上０．２μｍ以下であるので、超偏極希ガスの偏極率の低下を抑制することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の超偏極希ガス導入管において、前記第一の管にフィルターが設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、前記第一の管にフィルターが設けられているので、超偏極希ガスを導入する際の粉末試料の逆流を抑制することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の超偏極希ガス導入管において、第二の管をさらに有し、前記第一の管及び前記第二の管が二重管構造を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、第二の管をさらに有し、前記第一の管及び前記第二の管が二重管構造を有するので、強度が高い超偏極希ガス導入管を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、耐衝撃性に優れると共に超偏極希ガスの偏極率の低下を抑制することが可能な超偏極希ガス導入管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。
【００１７】
図１に、本発明の超偏極希ガス導入管の第一の実施形態を示す。超偏極希ガス導入管は、ＰＦＡチューブ１１及びフィルター１２からなり、フィルター１２は、ＰＦＡチューブ１１の超偏極希ガスをサンプル管等に導入する側の端部に設けられている。なお、ＰＦＡは、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体を意味する。これにより、粉末試料を有するＮＭＲ試料管等に超偏極希ガスを導入する際に、粉末試料のＰＦＡチューブ１１内への逆流を抑制することができる。このとき、ＰＦＡチューブ１１の内表面は、平滑であることが好ましく、最大高さＲｔは、０μｍ以上０．２μｍ以下であることが好ましい。また、フィルター１２は、粉末試料の粒子径に応じて適宜選択されるが、孔径は、０．４５μｍ以下（０μｍを含まない）であることが好ましい。なお、フィルター１２の材質としては、粉末試料に対して不活性であるものが好ましく、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンジフルオライド等が挙げられる。
【００１８】
図２に、本発明の超偏極希ガス導入管の第二の実施形態を示す。超偏極希ガス導入管は、内管（ＰＦＡチューブ）２１、フィルター２２及び外管２３からなり、二重管構造を有する。これにより、強度が高い超偏極希ガス導入管を得ることができる。内管（ＰＦＡチューブ）２１及びフィルター２２としては、図１の場合と同様のものを用いることができる。外管２３は、特に限定されないが、耐衝撃性に優れると共に強度が高いことが好ましい。このような外管の材質としては、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられる。
【００１９】
本発明の超偏極希ガス導入管は、偏極率の低下を抑制することができるため、比較的長いＰＦＡチューブを用いても、偏極率の高い超偏極希ガスを導入することができる。したがって、超偏極希ガス導入管を接続したＮＭＲ試料管をＮＭＲ測定装置に導入した後に、ＮＭＲ試料管に超偏極希ガスを導入する方法を用いることができる。これにより、予めシリンジ等により超偏極希ガスを導入したＮＭＲ試料管を用いて測定する場合と比較して、超偏極希ガスの偏極率が高い状態で測定することができる。
【００２０】
本発明の超偏極希ガス導入管を用いて導入される超偏極希ガスは、核スピン量子数が１／２である３Ｈｅ又は１２９Ｘｅを含有することが好ましい。３Ｈｅ又は１２９Ｘｅは、同位体濃度の高い試料が得られると共に、縦緩和時間が長いため、ＮＭＲ及びＭＲＩに好適に用いられる。１．５ＴのＭＲＩ装置における３Ｈｅ及び１２９Ｘｅの共鳴周波数は、それぞれ４８．４ＭＨｚ及び１７．７ＭＨｚであるため、感度は、３Ｈｅの方が優れている。また、縦緩和時間及び偏極率の観点からも３Ｈｅの方が優れている。しかしながら、キセノンの水溶性は、ヘリウムの１０倍程度であり、油や脂質のエマルジョンに対する溶解性も良好である。これらのことから、ＭＲＩを用いて空洞部分を画像化するためには、３Ｈｅを用いることが好ましく、媒質の情報を得るためには、１２９Ｘｅを用いることが好ましい。なお、３Ｈｅは、天然存在比が１０−４％であるが、高濃度のものが市販されている。一方、１２９Ｘｅは、天然存在比が２６．４％であるため、同位体濃縮を行わなくても使用することができる。
【００２１】
超偏極希ガスは、以下のようにして製造することができる。希ガスとアルカリ金属蒸気を混合した気体中で、光ポンピング法を用いて電子スピンが偏極したアルカリ金属と希ガスが衝突することにより、アルカリ金属の電子の偏極状態が希ガスの原子核に移り、超偏極希ガスが発生する。なお、アルカリ金属としては、ルビジウム、セシウム等を用いることができる。
【００２２】
次に、ルビジウムを一例として、光ポンピング法を説明する。ルビジウムは、最外殻電子として、５ｓ軌道に１個電子を有するが、熱平衡状態においては、外部磁場に平行なスピン（平行スピン）と反平行なスピン（反平行スピン）がほぼ同数存在する。ここで、波長が７９４．７ｎｍである光を照射すると、最外殻電子は、５ｓ軌道から５ｐ軌道に励起される。このとき、ヘリシティが＋１である右旋性の円偏光を照射すると、最外殻電子のスピンは、５ｓ軌道の平行スピンから５ｐ軌道の反平行スピンに遷移する。一方、５ｐ軌道から５ｓ軌道に戻る場合、平行スピンと反平行スピンがほぼ同程度となる。このようなプロセスを繰り返すことにより、５ｓ軌道の反平行スピンが増加し、電子スピンが偏極する。
【００２３】
超偏極希ガスを製造する装置としては、公知の装置を用いることができるが、製造された超偏極希ガスをＮＭＲ試料管等に直接導入することが可能な装置であることが好ましい。具体例としては、特開平１１−２４８８０９号公報や特許第３５１６０１０号公報に記載されている装置が挙げられる。
【実施例】
【００２４】
（超偏極キセノンの製造）
超偏極キセノン生成システムＭｏｄｅｌ  ＨＰＸＥ２１０３Ｈ−Ｓ（東横化学社製）の反応セルにルビジウムを封入し、温度を１４０℃とした。次に、窒素を２％含有するキセノンを反応セルに導入した。反応セルに、１／４λ偏光板を用いて円偏光させたレーザーを約１時間照射し、超偏極キセノンを発生させ、以下の評価に用いた。なお、ここで用いたレーザーの波長は、７９４．７ｎｍ、出力は、３０Ｗである。
【００２５】
（評価方法）
超偏極キセノン３２を有するシリンジ３１、三方コック３３、樹脂チューブ３４、バルブ部材３５、ＮＭＲサンプル管３６及び真空ポンプを用いて、図３（ａ）に示すラインを組み立てた。Ｊ  Ｙｏｕｎｇ  バルブ３５ａを開放した状態で、三方コック３３を操作して、ライン内を真空にした後、ＮＭＲサンプル管３６にシリンジ３１内の超偏極キセノン３２を導入した。Ｊ  Ｙｏｕｎｇ  バルブ３５ａを閉じた後に、バルブ部材３５が接続されたＮＭＲサンプル管３６を用いて超偏極キセノン３２のＮＭＲを測定し、得られたＮＭＲスペクトル（図４参照）の１２９Ｘｅのピーク面積を求めた。なお、ＮＭＲは、ＥＣＡ−６００型装置（日本電子社製）を用い、周波数が１６５．９９６ＭＨｚである９０°パルスを用いて、積算回数１回で測定した。
【００２６】
次に、樹脂チューブ３４を外して、図３（ｂ）に示すラインを組み立て、上記と同様に、超偏極キセノン３２のＮＭＲを測定した。
【００２７】
樹脂チューブ３４を用いない場合の１２９Ｘｅのピーク面積に対する樹脂チューブ３４を用いた場合の１２９Ｘｅのピーク面積の比率（以下、ピーク面積比という）から、偏極率の変化を評価した。
【００２８】
（評価結果）
樹脂チューブ３４として、内表面の最大高さが０．２μｍ、内径が４ｍｍ、長さが１ｍのＰＦＡチューブを用いた場合、ピーク面積比は、９８．６２％であった。
【００２９】
樹脂チューブ３４として、内径が４ｍｍ、長さが１ｍのポリプロピレンチューブを用いた場合、ピーク面積比は、１１．７１％であった。
【００３０】
このことから、ＰＦＡチューブは、超偏極キセノンの偏極率の低下を抑制することがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の超偏極希ガス導入管の第一の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の超偏極希ガス導入管の第二の実施形態を示す図である。
【図３】実施例で用いたラインを示す図であり、（ａ）は、樹脂チューブを用いる場合、（ｂ）は、樹脂チューブを用いない場合である。
【図４】実施例で測定された超偏極キセノンのＮＭＲスペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１    ＰＦＡチューブ
１２、２２    フィルター
２１    内管（ＰＦＡチューブ）
２３    外管
３１    シリンジ
３２    超偏極キセノン
３３    三方コック
３４    樹脂チューブ
３５    バルブ部材
３５ａ    Ｊ  Ｙｏｕｎｇ  バルブ
３６    ＮＭＲサンプル管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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