Brukerユーザーライブラリーの新規登録：DREAMTIME NMR

トロント大学環境NMRセンターのA.Simpson NMRグループのAmy Jenne, Wolfgang Bermel, Carl A. Michal, Oliver Gruschke, Ronald Soong, Rajshree Ghosh Biswas, Monica Bastawrous, Andre J. Simpsonらによる、オンラインユーザーライブラリー（The Resonance Exchange）への新たな情報共有があり、利用可能となりました。 

DREAMTIMEと名付けられたこのアプローチでは、複雑な混合物から見たいものだけを取り出すことが可能となります（図1参照）。DREAMTIMEは、二重選択励起と複数の振幅と位相を変調させた波形を組み合わせることで、多くの分子を共に選択できる点が斬新です。磁化を位相回しの二重量子フィルターに通すことで、Jカップリングした磁化のみを抽出し、他の不要な信号を消去することができます。これにより、ターゲット由来の同位相の信号のみを得ることができます。その結果、通常の¹H NMRでは見えない、多くの化合物の信号に埋もれているような化合物も、一度にきれいに選択することができるようになります。これによって、混合物中の見たい分子を特定し、信号の重なり合いをほぼ排除することができます。

信号の重なり合いを低減するDREAMTIMEの効果を考慮すると、混合物の構造解析（すなわち、ターゲットを非常にきれいに抽出するスピンシステムの選択）に利用できる可能性があります。しかしながら、構造解析を行う場合は1分子ずつ選択するのが最適であり、このアプリケーションではDREAMTIMEのポテンシャルを十分に発揮できない可能性があります。DREAMTIMEの最大の特徴は、一連の分子を共に選択できることです。そのため、DREAMTIMEの主な用途は、ユーザーが混合物の副成分に興味を持っているが、目的の化合物の信号が1次元NMRでは重なりあって見えない場合に、ターゲットを絞ってNMR分析を行うことであると著者らは考えています。例えば、プロセス中の化合物の追跡、生体内のプローブ、複雑な反応で生成される生成物、あるいは一連のサンプルにわたるプローブ（例えば、ターゲットメタボロミクスや医薬品）などが考えられます。

DREAMTIMEの結果は同位相の磁化であるため、基本的に他のどのNMRアプローチも単純に連結することができ、DREAMTIME-COSY、DREAMTIME-HSQC、DREAMTIME-MRIの例が示されています。さらに、DREAMTIMEと組み合わせることで、異なる分子による複数のマルチプレットに焦点を当て、標的化合物の検出限界を向上させる、新しい「マルチフォーカシング」手法が開発されました。実際、標準的な¹H NMRと比較して約7～12倍のSN比が達成され、これはヒトの血液や尿のような複雑な系においても同様です。

DREAMTIMEの欠点は、特にマルチリフォーカシングと組み合わせた場合、学習曲線が比較的急であることです。しかし、その結果、「感度の向上と合わせて、欲しいものがNMRで得られる」ようになり、NMR研究に根本的な新しい道を切り開く可能性があります。本編の補助的な情報として、実践的なガイドが用意されています。これは、Resonance Exchangeパッケージに含まれる、マルチフォーカシングに特化した2番目の実用ガイドによって強化されています。パルスプログラム、プレプリント原稿、Pythonスクリプト、模擬データセット、再構成のためのウェブサイトへのリンクが含まれています。

パルスプログラムコードは、TopSpin 3.5がインストールされたAvance IIIHD分光計で開発されました。特に断りのない限り、Topspin 3とTopspin 4の両バージョンが含まれています。

このアプローチについては、参考文献[1]に詳細が記載されています。

1. Jenne A, Bermel W, Michal CA, Gruschke O, Soong R, Ghosh Biswas R, Bastawrous M, Simpson AJ, DREAMTIME NMR Spectroscopy: Targeted Multi‐compound Selection with Improved Detection Limits, Angewandte Chemie, In Press, 2022. doi: 10.1002/anie.202110044Nature Chemistry, 2018, 10: 888–894.