Production of a fluorescence probe in ion-beam radiolysis of aqueous coumarin-3-carboxylic acid solution, 1; Beam quality and concentration dependences

イオンビームによるクマリン-3-カルボン酸水溶液の放射線分解における蛍光プローブの生成,1; 線質及び濃度依存性

前山 拓哉*; 山下 真一; Baldacchino, G.*; 田口 光正; 木村 敦; 村上 健*; 勝村 庸介

Maeyama, Takuya*; Yamashita, Shinichi; Baldacchino, G.*; Taguchi, Mitsumasa; Kimura, Atsushi; Murakami, Takeshi*; Katsumura, Yosuke

水の放射線分解で生成するOHラジカルをクマリン-3-カルボン酸(3CCA)により捕捉させると、一部が蛍光体である7OH-3CCAになる。この7OH-3CCAの放射線化学収率(値)を8種のイオンビーム照射に対して測定した。この際、3CCA濃度を0.1から26mMの間で変化させることで、捕捉反応が起こる時間スケールを5.6ナノ秒から1.5マイクロ秒の間で変化させた。報告のあるOHラジカル収率と比べたところ、時間スケールが数十ナノ秒よりも遅い場合には7OH-3CCA収率がOHラジカル収率の約(4.70.6)%で一定となることがわかり、ビームの種類に依存しないことも明らかとなった。数cGyという低線量でも検出可能なことから、3CCA水溶液中で生成する蛍光体7OH-3CCAはOHラジカルの高感度なプローブとしてさまざまな放射線に対して利用できることが示された。

Aqueous coumarin-3-carboxylic Acid (3CCA) solutions were irradiated with eight different ion beams covering LET range from 0.5 to above 2000 eV/nm. -values of 7OH-3CCA, one of hydroxylated products in radiolysis of the solutions, have been determined by fluorescence-HPLC technique in 3CCA concentration range from 0.1 to 26 mM. The formation yield of 7OH-3CCA increased with increasing concentration of 3CCA while it decreased with increasing LET value of ion beam. Compared with our previous reports on (OH) at a scavenging capacity of 10 s with absorption spectroscopy, it was found that (7OH-3CCA) is about (4.70.6)% of (OH), which is consistent for all of the ion beams used in the present study. However, 7OH-3CCA yields in high CCA concentration region, especially by using extremely high LET ions, were much higher than expected values based on the above conversion factor and (OH) value predicted in theoretical work.