Sensitive yield measurement of OH in water radiolysis at the Bragg peak of high; Energy heavy-ions with CCA as a fluorescent probe

ケイ光プローブCCAを使用した高エネルギー重粒子線のブラッグピーク近傍における水の放射線分解生成OHラジカルの収量の高感度測定

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

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

高エネルギー重粒子線を使用したがん治療は既に実用化されている。これは基礎研究や臨床研究を通し、その有効性が現象論的に確立されているためである。しかし、そのような有効性が生じる詳細なメカニズムについては依然不明な点も多く、特に生体主成分が水であることから高エネルギー重粒子線による水の放射線分解についての理解が重要と言える。水の放射線分解生成物のうち、OHラジカルが最も間接効果に寄与することが知られているため、これまで幾つかの研究でOH収量が報告されてきた。これらの報告では吸光分析が用いられており、LET増加に伴うOH収量の減少に対して十分な感度があるとは言い難い。そこで本研究ではCCA(Coumarin-3-carboxylic acid)をケイ光プローブとして用い、従来よりも高感度な収量測定を目指した。さらに、報告の少ない高エネルギー重粒子線のブラッグピーク付近におけるOH収量を評価した。

Detailed mechanism in which effectiveness of heavy ions in cancer therapy are derived from is not known well. It is inevitably important to examine water radiolysis with high-energy heavy ions because water is main component of human body. Among several water decomposition products, OH is known to be most responsible for radiation induced cell death in indirect actions. OH yield has been reported for heavy-ion irradiations in several works employing absorption analyses. With increasing LET, OH yield decreases monotonically (at least up to several hundred eV per nm). Then, more sensitive way to determine OH yield is preferable for higher LET region. In this work, a fluorescent probe, coumarin-3-carboxylic acid, was applied for OH-yield determination as a sensitive way of quantification of OH radical production. Especially, OH yield near the Bragg peaks was discussed.