1832年、32歳のころ、磐渓は学問修行が認められ、仙台藩の正式な藩士（江戸定詰）となり、兄・磐里の庇護から離れ一家の主人となった。12月に妻・光（みつ）を迎えたが、虚弱なため翌年没し、家庭生活はわずか半年に終わった。1835年、35歳で再婚し、淑（よし）を娶った。よしとの間には3男4女の子宝に恵まれ、この中に次男・如電や3男・文彦がいる。弘化年間に天然痘が流行すると、このせいで長男・順之助を亡くしてしまう。天然痘の脅威に強い関心を抱いた磐渓は、種痘の研究で功のあった蘭方医・伊東玄朴の助言に従い、子ども達に種痘を試みた。これは、まだ迷信の強い江戸で悪評判を呼び、「大槻はオランダ気違いで子どもを殺す」と非難を呼んだ。
このように、郷里の東北には縁があったものの、未だ箱根山を越えたことがなかった磐渓は、1827年、27歳の頃、父の取り組む蘭学の修行を念頭に、関西・九州を経て長崎への遊学を決意した。この旅程が、彼の旅日記『西遊紀程』にまとめられている。この旅程で磐渓は多くの学者達の教えを受けながら長崎へと向かったが、当時一介の書生であった磐渓が高名な学者達と対面出来たのには、有名な蘭学者・大槻玄沢の息子であったという要因も無視できない。3月27日、京都での頼山陽との出会いは特筆に値する。ここで磐渓の漢文を見た山陽は、磐渓に「後来有望なり」との評価を与え、酒杯を共にすることとを望んだ。ここで頼山陽は、完成間近の『日本外史』の原稿を磐渓に見せた。しかし酔った磐渓は、あろうことか大学者である頼の原稿に対して批評を始めてしまい、頼の一喝をくらってしまう。しかし、頼も磐渓の批評を気にしていたのか、彼の指摘を受けて『日本外史』構成を改定した。磐渓は後にこのことを「自分の放言も、暗に山陽を助けたことになった」と述懐している。また同日、山陽の弟子であり、美濃蘭学の祖と呼ばれる江馬蘭斎の娘・江馬細香とも出会っている。細香に聡明さと柔和さを感じた磐渓は、後に彼女への思いを漢詩「和細香女史見寄三首」に書き残しており、そこには彼女への慕情が読み取れる。4月10日の宿にて、早飛脚で父玄沢が病に倒れたとの知らせを受け、急遽長崎遊学を中断し、急ぎ江戸へ帰還した。玄沢は既に3月30日に没していた。翌1828年7月、改めて蘭学修行のために長崎遊学を実現させた。しかし、当時長崎はシーボルト事件の影響で騒然としており、オランダ人との接触ができなかったため、結局蘭学修行は出来ずに翌年江戸に帰った。こうして磐渓の蘭学修行は実現せず、また、頼山陽の賛辞を受けたこともあり、最終的に蘭学ではなく漢学を志すことになった。ただ、この長崎滞在中に高島秋帆と出会っていたことが、後にひとつの転機となった。
車両の最高速度は130km/h、曲線通過速度は本則（基本となる速度制限）+20km/hと設定した。また、上り12‰勾配における均衡速度を90km/h確保すると同時に、地上側設備との協調を図った結果、編成全体での出力を3,520kWに設定した。主電動機については、1時間定格出力220kWのFMT130形かご形三相誘導電動機を採用し、各電動車の各軸に1基ずつ装架した。強制風冷式であるが、第1編成では自然風冷式も併用し、試験運転で問題ないことを確認している。制御装置はインバータ装置1台で主電動機1台を制御する個別制御方式を採用したIGBT素子を用いた3レベルPWM方式VVVFインバータ制御である。インバータ装置と主電動機の組み合わせを1群としたものを4群で1組としており、主変換装置はこれを2組として装置枠を構成した。制御方式はベクトル制御を導入し、これまでのJR貨物の機関車で採用した空転再粘着制御を最適化した上で取り入れ、空転による牽引力低下を極力抑えることを図った。駆動装置はWN継手を用いた中実軸平行カルダン方式で、歯数比は97:16=6.06と設定した。制動装置（ブレーキ）は旅客用電車で実績のある電気指令式ブレーキで、基礎制動装置は電動車がユニットブレーキを使用したシングル式（片押し式）で、付随車はディスクブレーキとユニットブレーキとの併用としている。また、全軸に対して滑走防止弁装置を設置し、滑走再粘着制御を行うことで、タイヤフラット発生の防止を図っている。さらに、機関車による救援に備えて、Mc250形には、連結した機関車から常用ブレーキ・非常ブレーキを動作させることを可能にする救援ブレーキ装置を設置した。台車は軸梁式軸箱支持方式空気バネボルスタレス台車を採用した。電動台車が車輪径860mm・軸距2,100mmのFD130形、付随台車は低床化に対応させた車輪径810mm・軸距2,100mmのFT130形である。台車枠は空気バネ取り付け位置を低くするために弓形台車枠となっており、高速走行に対応するため、ヨーダンパとアンチローリング装置を設けた。また、全ての軸受には車軸軸受温度検知装置が設けられ、モニタ装置によってリアルタイムで確認することとデータ記録を可能としている。軸受温度が一定値以上になった場合には、モニタ表示器に表示した上で記録を残すシステムとしている。