世界首创——理化研团队成功研制第2代高温超导导线NMR磁体

近日，日本理化学研究所（RIKEN）生命科学技术基础研究中心（主任渡边恭良）研究团队使用第2代高温超导导线（稀土类）研制NMR磁体，成功获取了蛋白质核磁共振信号。

图.(a)第2代高温超导导线绕制线圈的情景
(b)第2代高温超导导线绕制实景线圈
(c)世界首创高温超导导线NMR磁体

NMR也称为“核磁共振光谱法”，是利用核磁共振观测分子构造及其运动状态等性质的一种分析方法。磁场越强感度越高，但随之设备也会变得更加庞大，因此，该领域的一大课题就是研制设备更加小巧的高强磁场。

为了攻克这一难关，理化学研究所生命科学技术基础研究中心结构与合成生物学部门NMR设施基础科学特别研究员柳泽吉纪等人的研究团队，在世界上首次使用第2代高温超导导线研制NMR磁体并获得成功。

该中心透露，以前NMR磁体是使用液化氦（-269℃）低温超导导线制成，磁场极限是1千兆赫（23.5特斯拉），缺点是随着磁场强度加强，磁体就会非常庞大。在这种情况下，近年以来，在流通市场上出现了可以使用液化氮（-196℃）温度的高温超导导线，促进了世界新型磁体的研制。柳泽研究员等人的研究小组也向高性能NMR磁体的研制发起了挑战。在第1代铋类及第2代稀土类高温超导导线中，柳泽等人以创建NMR磁体体积小巧的高强磁场为目标，选用了机械性极为强韧的第2代导线。

但实验证明，使用稀土类导线绕制磁体线圈后会发生：①因为导线成多层结构，从高温超导状态制冷后，会引起导线损伤，导致超导性能劣化。②磁体通电后，导线产生屏蔽磁场电流，制作高精度磁场比较难。柳泽研究员等认真查找并针对存在的问题研究解决方法。他们改良装置，使用第2代高温超导导线研制NMR磁体，并证实可以对蛋白质进行二维NMR测定。

该研究由日本国立研究开发法人物质材料研究机构（物材机构）、日本千叶大学大学院工学研究科、日本超导科技（株）、（株）JEOL RESONANCE等共同推进，是日本国立研究开发法人科学技术振兴机构（JST）的研究成果推广事业（战略性革新创造推进项目）。荷兰科学杂志《Journal of Magnetic Resonance》刊登了该研究成果。

文／CRCC　　 图／理化学研究所生命科学技术基础研究中心