Irradiation of single mammalian cells with a precise number of energetic heavy ions; Applications of microbeams for studying cellular radiation response

正確な個数の重イオンによる個々の哺乳動物細胞の照射; 細胞の放射線応答研究のためのマイクロビーム利用

小林 泰彦; 舟山 知夫; 和田 成一; 田口 光正; 渡辺 宏

Kobayashi, Yasuhiko; Funayama, Tomoo; Wada, Seiichi; Taguchi, Mitsumasa; Watanabe, Hiroshi

重イオンマイクロビームは、放射線の生物作用研究のための新しいツールとして極めて有望である。原研・高崎研では、銀河宇宙線のような極低フルエンス高LET重粒子線の生物影響の解明、特にトラック構造の局所的エネルギー付与分布による影響をダイレクトに解析することを目指して、サイクロトロンから得られる比較的高エネルギーの重イオンマイクロビームを用いて哺乳動物培養細胞を個別に照射・観察する実験系を開発した。その結果、ArやNeなどの重イオン1個のヒットで細胞の増殖が強く抑制されることを見いだした。

A method for detecting the ion hit tracks on the mammalian cultured cells at the irradiation time was established. The cells were attached to the ion track detector CR-39 (100 m thick), then irradiated with 13.0 MeV/u 20Ne or 11.5 MeV/u 40Ar ion beams. Immediately after the irradiation, the cells were refilled with medium, then the CR-39 was etched from the opposite side of the cell with alkaline-ethanol solution at 37C. With the 15 min etching treatment, we obtained the accurate information about the spatial distribution of irradiated ions without significant effect on the cell growth. The continuous observation of the individual cell growth indicated that the growth of ion hit cell was reduced compared with that of non-irradiated one.