System of cell irradiation with a precise number of heavy ions

正確な個数の重イオンによる細胞照射システム

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

低線量放射線の生物影響、特に低フルエンス・低フルエンス率の高LET重イオン(粒子線)による影響を明らかにするためには、マイクロビームを用いた細胞照射実験が有効な手段となる。そこで、高エネルギー重イオンマイクロビームを顕微鏡観察下の生物試料に照射するために原研・高崎研・バイオ技術研究室で開発した細胞局部照射装置を用いて、哺乳動物培養細胞を個別に重イオンで照射・観察する実験系を開発した。標的細胞を貫通したイオンのエネルギーと個数をシンチレータ/フォトマルを用いて測定することによって、重イオンを1個ずつカウントしながら正確に照射することが可能となった。さらに、CR-39を直ちに37Cでエッチングして各標的細胞における実際のイオン飛跡を可視化すると同時に、その飛跡が可視化されたCR-39上で細胞の照射後培養と観察を継続する方法を確立した。

A single cell irradiation system has been developed for targeting cells individually with a precise number of heavy ions to elucidate radiobiological effects of exactly one particle and to investigate the biological effects of low fluence irradiation with HZE particles. Using the heavy ion microbeam apparatus installed at JAERI-Takasaki, mammalian cells were irradiated in the atmosphere with a single or precise numbers of ions, 13.0 MeV/u 20Ne or 11.5 MeV/u 40Ar. The number of ions traversed the cells attached on the ion track detector CR-39 were counted with a plastic scintillator. Immediately after the irradiation, the position and the number of ion tracks traversed the cell was detected with etching of CR-39 from the opposite side of the cell with alkaline-ethanol solution at 37C. The growths of the cells were observed individually up to 60 hours after irradiation.