フマル酸はグルコースの代謝物の１つですが、外来的に静脈内投与したフマル酸は細胞内への移行速度が遅く、正常組織ではほとんど代謝されません。細胞膜の破壊を伴うネクローシス（壊死）が起こっている組織では、本来細胞内に局在するフマラーゼが細胞外へ放出されるため、外来性フマル酸のリンゴ酸への代謝が観測されます。私達は、trans選択的な水添触媒[Cp*Ru(MeCN)3]PF6を用いたパラ水素誘起偏極（PHIP）法により、10万倍のNMR/MRI信号を出す超偏極[1-13C]フマル酸を作成しました。この超偏極[1-13C]フマル酸を投与した肝障害マウスのMRI撮像により、肝障害における壊死のイメージングにPHIP法では世界で初めて成功しました。この研究成果はChemPhysChem (2021)誌に採択され、表紙にも選ばれました。

　パラ水素誘起偏極（PHIP）法による¹³C核スピンへの超偏極誘導では、分子内の全ての核スピン間のスピンースピン結合定数（J値）の情報が重要です。これまでサイドアーム（SAH）型のPHIP法で用いられる有機酸の不飽和エステルでは、パラ水素由来の２つの¹Hと有機酸上の¹³Cが共有結合4-5個分離れており、実測は困難とされていました。私達はsel-HSQMBC-TOCSYなどのNMR測定技術を駆使してこの長距離J値の大きさと符号の決定に成功し、分子内の全てのJ結合定数ネットワークを用いた量子化学計算（核スピンの密度汎関数理論計算）から、有機酸のアリルエステル体の分極移動においては、パラ水素由来の２つの1Hの量子状態がまず隣のメチレン1Hに移り、そこから有機酸上の¹³C核へと量子状態が伝わる２段階の分極移動が起きていることを見出しました。この新たな励起機序を励起装置に実装することで、PHIP-SAH法による有機酸の¹³C偏極率（~MRI感度に比例）を従来条件より２倍以上改善することに成功しました。この研究成果はJournal of Magnetic Resonance (2018)に掲載されました。