(57)【要約】      （修正有）【課題】核スピンの偏極率を向上させる方法を提供する。【解決手段】下記式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体を偏極源に利用したトリプレットＤＮＰによって、核スピンの偏極率を効果的に向上させることができる。2017015443.tif 000016（式（Ａ）中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子（−Ｈ）、重水素原子（−Ｄ）、又は酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基を表す。但し、Ｒの少なくとも１つは、酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリプレットＤＮＰによる核スピン偏極率の向上方法であって、
トリプレットＤＮＰの偏極源が、下記式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩の光励起三重項電子であることを特徴とする、偏極率の向上方法。
【化１】
2017015443.tif 000014
（式（Ａ）中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子（Ｈ）、重水素原子（Ｄ）、又は酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基を表す。但し、Ｒの少なくとも１つは、酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である。）
【請求項２】
下記の（１）〜（３）の操作を含む、請求項１に記載の核スピン偏極率の向上方法。
（１）研究対象化合物、前記ペンタセン誘導体及び／又はその塩、及び溶媒を含む組成物を準備する。
（２）前記ペンタセン誘導体及び／又はその塩を光励起三重項状態とするために、静磁場の中で（１）で準備した組成物にレーザー照射を行う。
（３）トリプレットＤＮＰを行うために、静磁場の中で（２）の操作を行った組成物に磁場の掃引とマイクロ波照射を行う。
【請求項３】
化学分析の測定対象の核スピンの偏極率を向上させる方法である、請求項１又は２に記載の核スピン偏極率の向上方法。
【請求項４】
ＭＲＩ用造影剤の核スピンの偏極率を向上させる方法である、請求項１又は２に記載の核スピン偏極率の向上方法。
【請求項５】
下記式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩を含むＮＭＲ測定用組成物。
【化２】
2017015443.tif 000015
（式（Ａ）中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子（Ｈ）、重水素原子（Ｄ）、又は酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基を表す。但し、Ｒの少なくとも１つは、酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は核スピン偏極率の向上方法に関し、より詳しくはペンタセン誘導体の光励起三重項電子を利用した動的核偏極による核スピン偏極率の向上方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
核磁気共鳴（Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、以下  ＮＭＲと略記する。）とは、静磁場中で核スピンが電磁波と相互作用する現象である。ＮＭＲの信号強度は、核スピンの揃い具合の程度を示す「偏極率」に比例する。しかしながら、通常の偏極率は１０−４〜１０−６％に過ぎないため、信号強度はまだ１万倍以上も増大され得る可能性を秘めているとも言える。
ＮＭＲ分光法は、化学分析において重要な手法の１つである。しかしながら感度の面において、他の分析手法（紫外分光法、赤外分光法、質量分析等）に比べて大きく劣ることが知られている。その原因の１つである偏極率の低さを改善するとによって、これまで感度の面で困難であった極微量試料などの測定が可能となる。
また、医療分野で広く用いられている核磁気共鳴撮像法（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ、以下  ＭＲＩと略記する。）においても、偏極率を向上させた物質は造影剤として使用することができる。この造影剤によれば、代謝過程など従来のＭＲＩでは撮影することができない画像を撮ることができるようになる。
【０００３】
後掲の参考文献等にも記載されているように、偏極率を向上させる方策の１つとして、動的核偏極法（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ、以下  ＤＮＰと略記する。）が注目を集めており、近年盛んに研究が行われている（例えば、特許文献１、２、及び３参照）。ＤＮＰは、以下の（１）〜（３）の手順  すなわち、（１）試料に偏極源となる電子スピン共鳴（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｉｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、以下  ＥＳＲと略記する。）アクティブな分子を混ぜる、（２）温度を下げるなどで、電子スピン偏極を向上させる（３）マイクロ波を用いてその偏極状態を核スピンへ移す、の手順で行われる。このように、電子スピンは核スピンの偏極状態を増大させる機能を有し、このようなことから電子スピンは偏極源と称されることがある。一般的なＤＮＰでは、ラジカル中の不対電子を偏極源に使用し、１００Ｋ以下の低温環境を用いて電子スピンを１％以上に偏極させている。しかしながらＮＭＲ信号測定時に、［１］ラジカル分子が不要な緩和や分解能の低下を引き起こすこと、［２］原理的な最大信号増大比が１Ｈスピンの場合６６０倍にすぎないこと、さらに、［３］近年のヘリウム高騰で運用コストが上昇しており、普及の足枷になっていることなどの問題があった。
このような問題点は、偏極源にラジカル中の常磁性電子を用いることに起因しており、これを解決するために偏極源に光励起三重項状態にある電子スピンを使用するＤＮＰ（以下、トリプレットＤＮＰと略記する。）を利用することが提案されている。この電子スピンの偏極率は実験環境に依存せず、またトリプレットＤＮＰ終了後すみやかに基底状態に戻るのでＮＭＲ信号測定の障害とならないといった特長を有する。
本願発明者を含む研究者による研究成果が以下のＵＲＬに掲載されており、それによるとペンタセンが高い信号強度を得ることができるという観点では有効であることが示されている。
http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2014/20140513_1
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２０２６９号公報
【特許文献２】特表２０１３−５１６６０８号公報
【特許文献３】米国特許７，２０５，７６４号明細書
【特許文献４】特開２００４−５０３７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＵＲＬに掲載の研究成果にも示されるように、トリプレットＤＮＰの偏極源に利用することができる化合物としてはペンタセンが有力である。しかしながら、ペンタセンはほとんどの有機溶媒（エタノール、アセトン、トルエン、クロロホルム等）に難溶で溶媒内に均一に分散しないため、ＮＭＲ分光法やＭＲＩの造影剤に応用することが難しいという問題があった。
本発明はトリプレットＤＮＰにおける上記の問題を解決し、汎用的な核スピン偏極向上法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】
【０００６】
本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定のペンタセン誘導体がトリプレットＤＮＰに非常に好適であることを見出した。それらは様々な溶媒に可溶であり、その光励起三重項状態は高いスピン偏極率と適度な寿命を有している。
なお、偏極源としての電子スピンを供給するために、トリプレットＤＮＰでは「ペンタセン誘導体」にレーザー光を照射している。この意味において「ペンタセン誘導体」は広義の偏極源と言い得る。
【０００７】
即ち、本発明は以下の通りである。
＜１＞ トリプレットＤＮＰによる核スピン偏極率の向上方法であって、
前記トリプレットＤＮＰの偏極源が、下記式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩の光励起三重項電子であることを特徴とする、偏極率の向上方法。
【化１】
2017015443.tif 000002
（式（Ａ）中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子（Ｈ）、重水素原子（Ｄ）、又は酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基を表す。但し、Ｒの少なくとも１つは、酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である。）
＜２＞ 下記の（１）〜（３）の操作を含む、＜１＞に記載の核スピン偏極率の向上方法。
（１）研究対象化合物、前記ペンタセン誘導体及び／又はその塩、及び溶媒を含む組成物を準備する。
（２）前記ペンタセン誘導体及び／又はその塩を光励起三重項状態とするために、静磁場の中で（１）で準備した組成物にレーザー照射を行う。
（３）トリプレットＤＮＰを行うために、静磁場の中で（２）の操作を行った組成物に磁場の掃引とマイクロ波照射を行う。
＜３＞ ＮＭＲ分光法の測定対象の核スピンの偏極率を向上させる方法である、＜１＞又は＜２＞に記載の核スピン偏極率の向上方法。
＜４＞ ＭＲＩ用造影剤の核スピンの偏極率を向上させる方法である、＜１＞又は＜２＞に記載の核スピン偏極率の向上方法。
＜５＞ 下記式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩を含むＮＭＲ測定用組成物。
【化２】
2017015443.tif 000003
（式（Ａ）中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子（Ｈ）、重水素原子（Ｄ）、又は酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基を表す。但し、Ｒの少なくとも１つは酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である。）
【発明の効果】
【０００８】
本発明の方法によれば核スピンの偏極率を効果的に向上させることができ、ＮＭＲ分光法の感度を効果的に高めることができる。また、本発明の組成物はＭＲＩの造影剤として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例で使用したＥＳＲの評価装置の概念図である。
【図２】実施例１〜６の組成物のＥＳＲ信号の測定結果である。
【図３】実施例で使用したＮＭＲの測定装置のシステムを表した概念図である。
【図４】実施例で使用したＮＭＲの測定装置の構成を表した概念図である。
【図５】実施例で行ったレーザー照射、磁場の掃引、及びマイクロ波照射のシーケンスである。
【図６】実施例１〜３の組成物の１ＨスピンのＮＭＲ信号の測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の詳細を説明するに当たり具体例を挙げて説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、本発明は以下の内容に限定されるものではなく適宜変更して実施することができる。
【００１１】
［核スピン偏極率の向上方法］
本発明の一態様である核スピン偏極率の向上方法（以下、「本発明の向上方法」と略す場合がある。）はトリプレットＤＮＰを利用した方法であり、その偏極源が下記式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩の光励起三重項電子であることを特徴とする。
【化３】
2017015443.tif 000004
（式（Ａ）中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子（Ｈ）、重水素原子（Ｄ）、又は酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでい
てもよい炭素数１〜２０の炭化水素基を表す。但し、Ｒの少なくとも１つは、酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である。）
前述のように、トリプレットＤＮＰの偏極源に利用することができる化合物としてはペンタセンが有力であるが、ペンタセンはほとんどの有機溶媒（エタノール、アセトン、トルエン、クロロホルム等）に難溶である。そのため、溶媒内に均一には分散難く、汎用的なＮＭＲ分光法やＭＲＩの造影剤に応用することが事実上できないという問題があった。
本発明者らは式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体が様々な溶媒に可溶であり、さらにその光励起三重項電子が高いスピン偏極率と適度な寿命を有しているため、トリプレットＤＮＰに非常に好適であることを見出したのである。
本発明の測定方法では式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体の光励起三重項電子の電子スピン偏極が構成物中の核スピンに伝播的に移り、この核スピン偏極率が高められたＮＭＲ信号が測定される仕組みである。式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体は様々な溶媒に可溶であり、さらに光励起三重項電子が高いスピン偏極率を有するため、核スピンの偏極率を効果的に高めることができるのである。
以下、「式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体」について詳細に説明する。
【００１２】
＜式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体＞
本発明の向上方法は、トリプレットＤＮＰの偏極源が下記式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩の光励起三重項電子であることを特徴とするが、ペンタセン誘導体や塩の具体的種類は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。
【化４】
2017015443.tif 000005
（式（Ａ）中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子（Ｈ）、重水素原子（Ｄ）、又は酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基を表す。但し、Ｒの少なくとも１つは、酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である。）
なお、式（Ａ）のＲはそれぞれ独立して水素原子（Ｈ）、重水素原子（Ｄ）、又は酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基を表しているが、「炭化水素基」とは直鎖状の飽和炭化水素基に限られず、炭素−炭素不飽和結合、分岐構造、環状構造のそれぞれを有していてもよいことを意味する。また、「酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい」とは、酸素原子、硫黄原子、又はケイ素原子を含む官能基を含んでいてもよいことを意味するほか、酸素原子、硫黄原子、又はケイ素原子を含む連結基を炭素骨格の内部又は末端に含んでいてもよいことを意味するものとする。従って、「酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい」炭化水素基には、例えば−ＣＨ２−ＣＨ２−ＯＨのようなヒドロキシル基を含む炭素数２の炭化水素基、−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ３のようなエーテル基を炭素骨格の内部に含む炭素数２の炭化水素基、及び−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ３のようなエーテル基を炭素骨格の末端に含む炭素数２の炭化水素基等が含まれる。
ペンタセン誘導体の「その塩」とはペンタセン誘導体がカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）やスルホ基（−ＳＯ３Ｈ）等の酸点を有する化合物であり、その水素イオンが金属陽イオ
ンに置き換えられているものを意味するものとする。
「Ｒの少なくとも１つは、酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である」とは、即ち、式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体にペンタセン自体と重水素化したペンタセンは含まれないことを意味する。
Ｒが炭化水素基である場合、炭化水素基の炭素数は、好ましくは３以上、より好ましくは６以上であり、好ましくは１２以下、より好ましくは８以下である。
炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニル基、フェニルチオ基、デシルチオ基、エチニル基等が挙げられる。
炭化水素基に含まれる官能基や連結基としては、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、カルボキシル基のカリウム塩（−ＣＯＯＫ）、チオエーテル基（−Ｓ−）、トリエチルシリル基（−ＳｉＥｔ３）、トリイソプロピルシリル基（−ＳｉｉＰｒ３）等が挙げられる。
炭化水素基の結合数は、通常１以上、好ましくは２以上であり、通常６以下、好ましくは５以下である。
炭化水素基の結合位置は、６位及び１３位の組合せ（炭化水素基の結合数２）、５位、７位、１２位、及び１４位の組合せ（炭化水素基の結合数４）、１位、４位、８位、及び１１位の組合せ（炭化水素基の結合数４）、２位、３位、９位、及び１０位の組合せ（炭化水素基の結合数４）が挙げられるが、６位及び１３位の組合せが最も好ましく、５位、７位、１２位、及び１４位の組合せ、１位、４位、８位、及び１１位の組合せ、位、３位、９位、及び１０位の組合せの順で好ましい。ペンタセン誘導体は大気中で溶媒に溶かすと酸化分解され易い傾向があるが、炭素水素基を付加する位置によって上記の順で分解速度が遅くなる。これは、ペンタセンのπ電子雲のスピン密度の高い順に相当する。
また、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ，Ｕ．Ｓ．Ａ．２０１４，１１１，７５２７−７５３０．には、ペンタセンに含まれる水素原子を重水素置換することによって、トリプレットＤＮＰにより達成される１Ｈスピン偏極率が向上することが示されている。
【化５】
2017015443.tif 000006
【００１３】
式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩としては、
１：  ６，１３−ジフェニルペンタセン、
２：  ６，１３−ビス（２’，６’−ジメチルフェニル）ペンタセン、
３：  ６，１３−ビス（２’，６’−ジエチルフェニル）ペンタセン、
４：  ６，１３−ジビフェニルペンタセン、
５：  ３，３’−（６，１３−ペンタセンジイルジスルファンジイル）ジプロピオン酸、６：  ３，３’−（６，１３−ペンタセンジイルジスルファンジイル）ジプロピオン酸カリウム、
７：  ６，１３−ビス（ｎ−デシルチオ）ペンタセン、
８：  ６，１３−ビス（フェニルチオ）ペンタセン、
９：  ６，１３−ビス［（トリエチルシリル）エチニル］ペンタセン、
１０：  ６，１３−ビス［（トリイソプロピルシリル）エチニル］ペンタセン等が挙げられる（下記式参照）。
【化６】
2017015443.tif 000007
上記に示されるものの内、上記ペンタセン誘導体１：、ペンタセン誘導体４：、ペンタセン誘導体９：、ペンタセン誘導体１０：については、実施例においてＥＳＲ評価とＮＭＲ測定を行っている。
また、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００８，１３０，１６２７４−１６２８６．には、例えば、上記ペンタセン誘導体１：、ペンタセン誘導体２：、ペンタセン誘導体７：、ペンタセン誘導体８：、ペンタセン誘導体１０：の各ペンタセン誘導体につき、ペンタセン類のＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップや光酸化抵抗性に与える置換基の効果について詳細に説明されている。
他にも、Ｊ．Ｍａｓｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，２０１３，１，２１９３−２２０１．には、上記ペンタセン誘導体５：、ペンタセン誘導体６：等のペンタセン誘導体が水に可溶であることが説明されており、溶媒と組合せによって式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩を溶解させ、トリプレットＤＮＰの偏極源として利用できることも明らかである。
上述の１０種類の化学式には、化学式に含まれる水素原子（Ｈ）のその一部または全部を重水素原子（Ｄ）に置換したものも含まれる。
【００１４】
本発明の向上方法の用途は特に限定されないが、ＮＭＲ分光法、ＭＲＩの造影剤等に利用することが挙げられる。
【００１５】
本発明の向上方法はトリプレットＤＮＰによる核スピン偏極率の向上方法であるが、トリプレットＤＮＰを行うための操作やＮＭＲ信号を測定するための操作等は特に限定されず、目的に応じて公知の内容を適宜選択することができる。
本発明の測定方法に含まれる具体的な操作としては、下記の（１）〜（３）の操作が挙げられる。
（１）研究対象化合物、前記ペンタセン誘導体及び／又はその塩、及び溶媒を含む組成物を準備する。
（２）前記ペンタセン誘導体及び／又はその塩を光励起三重項状態とするために、静磁場の中で（１）で準備した組成物にレーザー照射を行う。
（３）トリプレットＤＮＰを行うために、静磁場の中で（２）の操作を行った組成物に磁場の掃引とマイクロ波照射を行う。
以下、「（１）〜（３）の操作」について詳細に説明する。
【００１６】
＜（１）の操作＞
（１）の操作は研究対象化合物、式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩、及び溶媒を含む組成物を準備する操作であるが、組成物における式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体の含有量、溶媒の具体的種類や組成物における含有量等は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。以下、具体例を挙げて詳細に説明する。
【００１７】
組成物における式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体の含有量は、通常０．０１ｍＭ以上、好ましくは０．１ｍＭ以上、より好ましくは１ｍＭ以上であり、通常１００ｍＭ以下、好ましくは５０ｍＭ以下、より好ましくは１０ｍＭ以下である。上記範囲内であると、核スピンの偏極率を高め易くなる。
【００１８】
溶媒としては、ベンゼン、トルエン、水、メタノール、エタノール、ジクロロメタン、クロロホルム、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール、グリセリン、ポリスチレン、重ベンゼン（ベンゼン−ｄ６）、重トルエン（トルエン−ｄ８）、重水（水−ｄ１）、重メタノール（メタノール−ｄ４）、重エタノール（エタノール−ｄ６）、重ジクロロメタン（ジクロロメタン−ｄ２）、重クロロホルム（ジクロロメタン−ｄ１）、重Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ−ｄ７）、重ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ−ｄ６）、重エチレングリコール（エチレングリコール−ｄ６）、重グリセリン（グリセリン−ｄ８）、重ポリスチレン、または、これらの２種類以上の混合液が挙げられる。
研究対象化合物およびペンタセン誘導体を溶解することのできる溶媒を使用することが均一分散という観点では望ましいが、研究対象化合物は必ずしも溶媒に溶けている必要はなく、ペンタセン誘導体が溶けた溶媒と適度に接しているだけでも相応の効果が期待できると考えられる。
研究対象化合物がナノ結晶やゼオライトのような隙間の大きい物質の場合、ペンタセン誘導体が溶けた溶媒はその隙間に入り込む。また、研究対象化合物がポリマーやゴム、細胞壁のような柔らかい物質の場合、ペンタセン誘導体が溶けた溶媒は浸透もしくは膨潤する。
このように研究対象化合物の種類によるデイメンジョン的属性、硬度（弾性度）的属性等に対応した効果が期待し得ると考える。
【００１９】
ＮＭＲ分光法における組成物における溶媒の含有量は、通常５０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９９質量％以上であり、通常９９．９９９質量％以下、好ましくは９９．９９質量％以下、より好ましくは９９．９質量％以下である。上記範囲内であると、核スピンの偏極率を高め易くなる。
ＭＲＩの造影剤用途における組成物における溶媒の含有量は、通常３０質量％以上、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上であり、通常質量９９．９％以
下、好ましくは９９質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。
【００２０】
ＮＭＲ分光法における組成物における研究対象化合物の含有量は、通常０．００１質量％以上、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上であり、通常３０質量％以下、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは３質量％以下である。上記範囲内であると、核スピンの偏極率を高め易くなる。
ＭＲＩの造影剤用途における組成物における研究対象化合物の含有量は、通常３質量％以上、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上であり、通常９０質量％以下、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは質量５０％以下である。
【００２１】
ＮＭＲ分光法における研究対象化合物がタンパク質である場合の水溶媒との含有比率（研究対象化合物の質量／溶媒の質量）は、通常０．０００１％以上、好ましくは０．００１％以上、より好ましくは０．０１％以上であり、通常１０％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは１％以下である。
ＭＲＩの造影剤用途における研究対象化合物がピルビン酸である場合の水溶媒との含有比率（研究対象化合物の質量／溶媒の質量）は、通常１％以上、好ましくは５％以上、より好ましくは１０％以上であり、通常９０％以下、好ましくは７０％以下、より好ましくは５０％以下である。
【００２２】
＜（２）の操作＞
（２）の操作は、前述のペンタセン誘導体を光励起三重項状態にするために静磁場の中で（１）で準備した組成物にレーザー照射を行う操作であるが、静磁場の磁束密度、レーザーの波長や強度等は式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体の種類や含有量に応じて適宜選択されるべきであり特に限定されない。以下、具体例を挙げて詳細に説明する。
静磁場の磁束密度は、通常０．０１Ｔ以上、好ましくは０．１Ｔ以上、より好ましくは０．３Ｔ以上であり、通常３０Ｔ以下、好ましくは５Ｔ以下、より好ましくは１Ｔ以下である。
【００２３】
レーザーの波長は、通常５００ｎｍ以上、好ましくは５５０ｎｍ以上、より好ましくは５９０ｎｍ以上であり、通常７００ｎｍ以下、好ましくは６７０ｎｍ以下、より好ましくは６５０ｎｍ以下である。なお、６，１３−ジフェニルペンタセンや６，１３−ジビフェニルペンタセン等を使用する場合の波長としては、５８９ｎｍが挙げられる。
レーザーの光量は、通常１０ｍＷ以上、好ましくは１００ｍＷ以上、より好ましくは１Ｗ以上であり、通常５０Ｗ以下、好ましくは３０Ｗ以下、より好ましくは１０Ｗ以下である。上記範囲内であると、ペンタセン誘導体を十分に励起することができることができる。
【００２４】
レーザーは、連続波発振、パルス発振の何れであってもよいが、パルス発振であることが好ましい。
レーザーがパルス発振である場合の波形は、ガウス波形、矩形波形、三角波形等が挙げられるが、矩形波形であることが好ましい。
レーザーがパルス発振である場合のパルス幅は、通常１ｎｓ以上、好ましくは１０ｎｓ以上、より好ましくは１００ｎｓ以上であり、通常１００μｓ以下、好ましくは３０μｓ以下、より好ましくは１０μｓ以下である。
レーザーがパルス発振である場合のパルス周期は、通常１０Ｈｚ以上、好ましくは５０Ｈｚ以上、より好ましくは１００Ｈｚ以上であり、通常１０ｋＨｚ以下、好ましくは３ｋＨｚ以下、より好ましくは１ｋＨｚ以下である。
レーザーがパルス発振である場合のパルス数は、通常１、０００以上、好ましくは１０、０００以上、より好ましくは５０，０００以上であり、通常１，０００，０００以下、好ましくは５００，０００以下、より好ましくは３００，０００以下である。
上記範囲内であるとペンタセン誘導体を十分に励起することができる。
【００２５】
レーザー照射を行うための装置は特に限定されないが、２つの異なる波長のレーザー光を非線形光学結晶中で重ね合わせて和周波発生（Ｓｕｍ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：ＳＦＧ）を行う装置が挙げられる。例えば、１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー光と１３１９ｎｍのＹＡＧレーザー光を非線形光学結晶ＬｉＢ３Ｏ５中で重ね合わせることにより５８９ｎｍの光に変換することができる。
【００２６】
（２）の操作におけるその他の条件は特に限定されないが、組成物をガラス転移温度以下に冷却した状態で行われることが好ましい。冷却した状態であると、生成した核スピンの高偏極状態の保持時間が延びるという利点がある。
（２）の操作における組成物の温度は低ければ低いほど望ましいが、通常室温、好ましくは溶媒の融点以下、より好ましくは溶媒のガラス転移温度以下である。
溶媒がエタノールである場合は、融点１６０Ｋ、ガラス転移温度１００Ｋである。
溶媒がトルエンである場合は、融点１７８Ｋ、ガラス転移温度１１５Ｋである。
【００２７】
＜（３）の操作＞
（３）の操作はトリプレットＤＮＰを行うために静磁場の中で（２）の操作を行った組成物に磁場の掃引とマイクロ波照射を行う操作であるが、静磁場の磁束密度、マイクロ波の波長、磁場の掃引速度等は、測定対象である核の種類等に応じて適宜選択されるべきであり特に限定されない。以下、具体例を挙げて詳細に説明する。
静磁場の磁束密度は、通常（２）の操作における磁束密度と同一のものである。
【００２８】
磁場の掃引とマイクロ波照射を行うための装置は特に限定されないが、磁場掃引装置、マイクロ波発振機、マイクロ波共振器、マイクロ波スイッチ等を利用することが挙げられる。
【００２９】
マイクロ波は連続波発振、パルス発振の何れであってもよいが、パルス発振であることが好ましい。なお、磁場の掃引とマイクロ波の照射はレーザー照射に同期し通常同時に行うものである。
マイクロ波の周波数は、通常１００ＭＨｚ以上、好ましくは１ＧＨｚ以上、より好ましくは８ＧＨｚ以上であり、通常１ＴＨｚ以下、好ましくは１００ＧＨｚ以下、より好ましくは３０ＧＨｚ以下である。
パルス発振を利用する場合の掃引する磁場の波形は、三角波、正弦波、鋸歯状波等が挙げられるが、三角波であることが好ましい。
パルス発振を利用する場合の照射するマイクロ波の波形は、矩形波、三角波、鋸歯状波等が挙げられるが、矩形波であることが好ましい。
パルス発振を利用する場合の磁場とマイクロ波のパルス幅は、通常１μｓ以上、好ましくは５μｓ以上、より好ましくは１０μｓ以上であり、通常１ｍｓ以下、好ましくは１００μｓ以下、より好ましくは５０μｓ以下である。
上記範囲内であると、高い信号強度を得易くなる。
磁場の掃引幅は、通常０．１ｍＴ以上、好ましくは１ｍＴ以上、より好ましくは１０ｍＴ以上であり、通常１Ｔ以下、好ましくは５００ｍＴ以下、より好ましくは１００ｍＴ以下である。
【００３０】
（３）の操作におけるその他の条件は特に限定されないが、組成物をガラス転移温度以下に冷却した状態で行われることが好ましい。冷却した状態であると、生成した核スピンの高偏極状態の保持時間が延びるという利点がある。
（３）の操作における組成物の温度は低ければ低いほど望ましいが、通常室温、好ましくは溶媒の融点以下、より好ましくは溶媒のガラス転移温度以下である。
溶媒がエタノールである場合は、融点１６０Ｋ、ガラス転移温度１００Ｋである。
溶媒がトルエンである場合は、融点１７８Ｋ、ガラス転移温度１１５Ｋである。
【００３１】
上記（３）の操作の後には一般的には以下の（４）の操作が伴う。
＜（４）の操作＞
本発明の向上方法は化学分析用途のＮＭＲ分光法、ＭＲＩの造影剤等、ＮＭＲ信号の測定方法に利用することができることを前述したが、これらの用途に利用する場合、ＮＭＲ信号の測定方法として下記の（４）の操作を含むことが挙げられる。
（４）（３）の操作を行った組成物を用いて静磁場の中で研究対象化合物のＮＭＲ信号を測定する操作。
（４）の操作は、（３）の操作を行った組成物を用いて静磁場の中で研究対象化合物のＮＭＲ信号を測定する操作であるが、ＮＭＲ信号の測定するための装置等は連続波法、パルスフーリエ変換法等に応じて適宜選択されるべきであり特に限定されない。パルスフーリエ変換法を利用する場合の装置としては、ＲＦコイル（プローブ）、増幅器等を含んだ装置が挙げられる。
【００３２】
［ＮＭＲ信号測定用の組成物］
式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩はトリプレットＤＮＰ法に非常に好適であることを前述したが、下記式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩を含むＮＭＲ信号測定用組成物も本発明の一態様である。なお、ＮＭＲ信号測定用組成物における式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体及び／又はその塩の具体的種類等は［核スピン偏極率の向上方法］で説明したものと同義である。
【化７】
2017015443.tif 000008
（式（Ａ）中、Ｒはそれぞれ独立して水素原子（Ｈ）、重水素原子（Ｄ）、又は酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基を表す。但し、Ｒの少なくとも１つは、酸素原子、硫黄原子、及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも１種の原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である。）
【実施例】
【００３３】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
なお試料は全て、研究対象化合物を含まない前記ペンタセン誘導体及び／又はその塩と溶媒から成る組成物である。トリプレットＤＮＰが実行されれば、これらの三者に含まれる核スピンは等しく高偏極化される。よってトリプレットＤＮＰの可否を示すには、研究対象化合物の有無は必ずしも必要ではない。実施例では、ペンタセン誘導体及び／又はその塩の溶媒への溶解の確認、ＥＳＲ測定を用いた光励起三重項電子生成の確認、トリプレットＤＮＰによる溶媒中の１ＨスピンのＮＭＲ信号強度増大の確認をおこなった。
【００３４】
＜ＮＭＲ信号測定用組成物の準備＞
（実施例１）
式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体として下記式で表される６，１３−ジフェニルペ
ンタセン（０．４ｍｇ，Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．製）を、溶媒として水と重エタノールの混合液（２ｍＬ、純水：エタノール＝１：９質量％）に溶解させ、試料を準備した。なお、組成物において６，１３−ジフェニルペンタセンは完全に溶解していることを確認した。
【化８】
2017015443.tif 000009
【００３５】
（実施例２）
式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体として上記式で表される６，１３−ジフェニルペンタセン（０．５ｍｇ）を、溶媒としてベンゼンとポリスチレンの混合液（１ｍＬ、ベンゼン：ポリスチレン＝５：５質量％）に溶解させ、試料を準備した。なお、組成物において６，１３−ジフェニルペンタセンは完全に溶解していることを確認した。
【００３６】
（実施例３）
式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体として上記式で表される６，１３−ジフェニルペンタセン（０．５ｍｇ）を、溶媒としてベンゼンと重トルエンの混合液（１ｍＬ、ベンゼン：重トルエン＝１：９質量％）に溶解させ、試料を準備した。なお、組成物において６，１３−ジフェニルペンタセンは完全に溶解していることを確認した。
【００３７】
（実施例４）
式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体として下記式で表される６，１３−ジビフェニルペンタセン（０．４ｍｇ，Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｒｏｐ．製）を、溶媒としてベンゼンと重トルエンの混合液（２ｍＬ、ベンゼン：重トルエン＝１：９質量％）に溶解させ、試料を準備した。なお、組成物において６，１３−ジビフェニルペンタセンは完全に溶解していることを確認した。
【化９】
2017015443.tif 000010
【００３８】
（実施例５）
式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体として下記式で表される６，１３−ビス［（トリエチルシリル）エチニル］ペンタセン（０．４ｍｇ，Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ
．製）を、溶媒としてベンゼンとポリスチレンの混合液（２ｍＬ、ベンゼン：ポリスチレン＝５：５質量％）に溶解させ、試料を準備した。なお、組成物において６，１３−ビス［（トリエチルシリル）エチニル］ペンタセンは完全に溶解していることを確認した。
【化１０】
2017015443.tif 000011
【００３９】
（実施例６）
式（Ａ）で表されるペンタセン誘導体として下記式で表される６，１３−ビス［（トリイソプロピルシリル）エチニル］ペンタセン（０．４ｍｇ、東京化成工業  製）を、溶媒としてベンゼンとポリスチレンの混合液（２ｍＬ、ベンゼン：ポリスチレン＝５：５質量％）に溶解させ、試料を準備した。なお、組成物において６，１３−ビス［（トリイソプロピルシリル）エチニル］ペンタセンは完全に溶解していることを確認した。
【化１１】
2017015443.tif 000012
【００４０】
（比較例）
下記式で表されるペンタセン（０．４ｍｇ，Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．製）、及び溶媒としてベンゼンと重トルエンの混合液（２ｍＬ、ベンゼン：重トルエン＝１：９質量％）を混合し、ＮＭＲ測定用組成物を準備した。しかしながら、組成物においてペンタセンはほとんど溶解せず、容器の底にたまっていた。
【化１２】
2017015443.tif 000013
【００４１】
＜ペンタセン誘導体の三重項電子のＥＳＲによる評価＞
実施例１〜６で準備した組成物を試料管（材質：パイレックス（登録商標））に投入して１００Ｋ以下に冷却してガラス状態とし、それぞれのペンタセン誘導体の三重項電子の電子スピン共鳴を評価した。
なお、電子スピン共鳴の評価装置は図１に示す概念図のような構成を有している。レーザーの発生は１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー光と１３１９ｎｍのＹＡＧレーザー光を非線
形光学結晶ＬｉＢ３Ｏ５中で重ね合わせることにより５８９ｎｍの光に変換させるシステムを用いた。また、マイクロ波共振器として誘電体共振器を使用し、共鳴周波数は１８ＧＨｚとした。この共振器は試料管を投入するために円筒形の形状を有し、さらにレーザー照射用のオプティカルウインドウ、冷却ガスの入射口を備えている。
電子スピン共鳴の信号はＱメーター法で測定した。即ち、マイクロ波発振機から連続的に共振器の共鳴周波数に相当するマイクロ波を入射し、反射波をダイオードディテクタで直流に変換したものをオシロスコープでモニターすることにより測定した。レーザーを照射すると電子スピンが生成され、共振器のインピーダンスが変化することで反射波が変化するメカニズムである。
測定結果を図２に示す。
図２の測定結果から、実施例１〜６の組成物はペンタセン誘導体に由来する反射波の信号を確認することができ、これらの組成物がトリプレットＤＮＰ法に利用できることが明らかである。なお、ペンタセン誘導体に由来する反射波の信号の減衰時定数が溶媒によって大きく変化しているが、トリプレットＤＮＰ法に利用する上では大きな影響を及ぼすほどではないものと考えてられる。
【００４２】
＜ＮＭＲの測定＞
実施例１〜６で準備した組成物を試料管に投入し１００Ｋ以下に冷却してガラス状態とし、トリプレットＤＮＰ実行後、ＮＭＲを測定した。
なお、トリプレットＤＮＰの測定装置は図３及び４に示す概念図のような構成を有し、具体的にはレーザー発振機、マイクロ波発振機、マイクロ波共振器、マイクロ波スイッチ、磁場掃引装置を有している。
また、レーザーの照射、磁場の掃引、マイクロ波照射、ＮＭＲ検出は図５に示すようなシーケンスで行った。即ち、レーザーパルス、スイッチでパルス化されたマイクロ波、三角波の磁場掃引のタイミングを制御して繰り返した。その後、試料管をＮＭＲ検出用コイルへ移し、１ＨスピンのＮＭＲ信号（マジックエコーシーケンス）を測定した。
○レーザー（パルス発振）
波形：ガウス波形
パルス幅：１２６ｎｓ
パルス周期：２００Ｈｚ
パルス数：３，０００
○マイクロ波（パルス発振）
波形：矩形波
パルス幅：２０μｓ
パルス周期：２００Ｈｚ
パルス数：３，０００
○掃引磁場（パルス発振）
波形：三角波
パルス幅：２０μｓ
パルス周期：２００Ｈｚ
パルス数：３，０００
○その他の条件
静磁場：０．６５Ｔ
温度：１００Ｋ
測定結果を図６に示す。なお、参考としてトリプレットＤＮＰを行わなかった場合の１Ｈスピンの信号の結果も掲載した。
図６の測定結果から、実施例１〜３の組成物からは核スピンの高偏極化信号を得られることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の向上方法はＮＭＲ分光法として有機化合物等の同定や構造決定に利用することができるほか、ＭＲＩ用造影剤の核スピンの偏極率を向上させる方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１            マイクロ波共振器
２            レーザー発振機
３            サーキュレーター
４            オシロスコープ
５            局部発振器
６            ダイオード検出器
７            オペアンプ
８            ＮＭＲ共振器
９            ＮＭＲ分光計
１０            コンピューター
１１            マイクロ波スイッチ
１２            磁場掃引装置
１３            マイクロ波増幅器
１４            オペアンプ
１５            ＮＭＲ検出用コイル
１６            エンクロージャ（銅）
１７            エンクロージャ（黄銅）
１８            共振器ホルダー（テフロン（登録商標））
１９            円筒型誘電体共振器
２０            磁場掃引用コイル
２１            組成物
２２            試料管
２３            導波管
２４            ゴードンカプラー
２５            マイクロ波発振機
【図１】
2017015443.tif 000017
【図２】
2017015443.tif 000018
【図３】
2017015443.tif 000019
【図４】
2017015443.tif 000020
【図５】
2017015443.tif 000021
【図６】
2017015443.tif 000022