植物分子イメージングの試み,2; 複数種元素動態の同時イメージングを可能にする

Molecular imaging for plant physiology, 2; Multi-tracer imaging system for the dynamics of nutrients and pollutants in intact plants

河地 有木; 藤巻 秀; 鈴井 伸郎; 石井 里美; 松橋 信平; 佐藤 隆博; 渡辺 伸*; 武田 伸一郎*; 高橋 忠幸*

Kawachi, Naoki; Fujimaki, Shu; Suzui, Nobuo; Ishii, Satomi; Matsuhashi, Shimpei; Sato, Takahiro; Watanabe, Shin*; Takeda, Shinichiro*; Takahashi, Tadayuki*

必須元素や汚染物質等の植物中動態を経時的にイメージングする手法は植物研究に新たな知見を与え、生物学の分野での多大な貢献があった。その代表的手法には、放射性同位元素をトレーサーとして用い、その濃度分布をイメージングすることで植物体内の必須元素や汚染物質の分布を画像化する、オートラジオグラフィ,ポジトロンイメージング法などがある。しかしこれらの方法で画像化できる測定対象の元素は1種類に限られるため、複数核種を同時に捉え、競合する元素の同一環境下・同一個体内の植物生理反応をイメージングすることは不可能である。そこで原子力機構・JAXA・群馬大学の三者によってCdTe半導体カメラを開発した。これは従来のイメージング装置と異なり、高いエネルギー分解能(1%以下)を実現することで線を放出する複数の元素を同時にイメージングできる検出システムである。試作機によりタバコ1個体内の異なる元素分布の取得に成功し、本システムによって複数元素の同時イメージングが可能であることが示された。

We have developed prototype of the multi-element imaging system for plant study using CdTe semiconductor detector, which has high-energy resolution. The feasibility of this system for -ray emission imaging of radioactive multi-nuclide tracer was examined by imaging experiment with a plant. The distribution of the two sample tracers, technetium and thallium, fed to a tobacco plant was successfully visualized for each nuclide simultaneously. The presented imaging method will yield plant molecular imaging, which visualizes dynamics of some competitive elements in intact plant, non-invasively and quantitatively.