集束式マイクロビーム装置による細胞照準照射の試み

Progress in target irradiation of individual cells using focusing heavy-ion microbeam

舟山 知夫; 坂下 哲哉; 横田 裕一郎; 小林 泰彦

Funayama, Tomoo; Sakashita, Tetsuya; Yokota, Yuichiro; Kobayashi, Yasuhiko

重イオン一つが細胞に及ぼす影響を明らかにするためには、細胞一つ一つを正確に狙い、あらかじめ設定した個数のイオンを照射することができる、細胞照射用重イオンマイクロビーム装置が必要になる。そこで、私たちの研究グループでは、これまでコリメーション式重イオンマイクロビーム装置を用いた細胞照射応答の研究を進めてきた。しかし、コリメーション式重イオンマイクロビーム装置では、金属板に一つだけ空けたピンホールでビームを微小化する際に生じる、ピンホールエッジでの散乱を避けることができないため、照準できるビームサイズに限界があった。そこで、原子力機構TIARAのAVFサイクロトロンの垂直ビームラインに、四重極磁気レンズで重イオンビームを最小径1mまで微小化し、大気取り出しをすることができる新たなマイクロビーム装置を設置した。この装置を用いて、細胞への照準照射を実現するために、ビームライン直下に細胞照準用倒立顕微鏡と、細胞試料用電動ステージを設置した。このシステムを用いたHeLa細胞への照準照射実験の現状について報告する。

We had developed the heavy-ion collimating microbeam system at TIARA of the Japan Atomic Energy Agency (JAEA), and utilized for analyzing heavy-ion induced biological effects. However, there is a difficulty in generating finer beam that is capable for carrying out precise subcellular irradiation in our current system, because of inevitable scattering of ions at the edge of micro collimator. Therefore, we installed new focusing microbeam system at another vertical beam line of AVF cyclotron of TIARA, JAEA. New system can focus heavy-ion beam to minimum 1 m in vacuum using a quadruplet quadrupole lens system, and equipped with an X, Y beam scanner for fast hitting of single ion to micron scaled samples. Using the system, irradiation of HeLa cells which was stained with Cell Tracker Orange fluorescent dye and inoculated on ion track detector CR39 film of 100 m thick, were carried out.