Application of laser produced plasma K X-ray probe in radiation biology

放射線生物研究に向けたレーザープラズマX線プローブの応用

錦野 将元; 佐藤 克俊; 長谷川 登; 石野 雅彦; 大島 慎介*; 岡野 泰彬*; 河内 哲哉; 沼崎 穂高*; 手島 昭樹*; 西村 博明*

Nishikino, Masaharu; Sato, Katsutoshi; Hasegawa, Noboru; Ishino, Masahiko; Oshima, Shinsuke*; Okano, Yasuaki*; Kawachi, Tetsuya; Numasaki, Hodaka*; Teshima, Teruki*; Nishimura, Hiroaki*

放射線生物学研究に向けたレーザープラズマX線照射装置の開発を行った。超短パルスレーザーを銅ターゲットに照射することにより8.0keV, 1psのK殻特性X線パルスを発生させた。ポリキャピラリーX線レンズを用いてレーザープラズマX線を集光し、ヒト肺腺がん細胞A549に照射を行い放射線生物影響の確認を行った。X線照射終了30分後に抗H2AX抗体を用いた免疫蛍光染色法によりDNA二本鎖切断部位の検出を行った。免疫蛍光染色の結果、レーザープラズマX線の照射により誘発されたH2AXのフォーカス形成を確認した。X線集光径の縮小及び、X線発生効率の向上によりX線照射線量率を増加させ、癌細胞内の局所領域における超短パルスX線による放射線生物影響研究を展開していく予定にしている。

An X-ray generation and exposure system dedicated for radiation biology is developed. An X-ray pulse of 8.0 keV in energy as short as 1 ps is generated with a fs-laser pulse, and sample cells are irradiated through a specially designed cell dish with a silicon nitride membrane. DNA double-strand breaks in a nucleus of a human caner cell are caused by X-ray irradiation, and similar DNA breaks are obtained to those with the conventional X-ray source. This result demonstrates feasibility of radiobiological study with a single burst of X-rays shining on a single cell specimen.