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レーザー駆動単色X線と放射線生物学への応用

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

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

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

近年の超高強度レーザーの開発により、高輝度の単色X線パルスの発生が実現しつつある。一方で、X線マイクロビームの細胞照射によるバイスタンダー効果の研究をはじめとする生物学の分野や、光子活性化療法やX線血管造影等の医療,医学分野において単色X線パルスの有用性が認識されはじめており、レーザー駆動による単色X線源を実現することができれば、従来の大型放射光施設よりも格段に小型,安価で高輝度な光源として、生物学,医学分野をはじめとする諸分野へ大きな貢献をすることができる。本研究では、高輝度な単色X線パルス発生とともに、その単色X線源を使った生物学や医学分野への応用研究への展開を目的としている。そこで、大阪大学大学院医学研究科・医用物理学講座及び大阪大学レーザーエネルギー学研究センターと共同で超短パルスレーザーによって発生させたレーザープラズマX線及び、軟X線レーザーを利用したX線マイクロビーム照射装置の開発及び、その装置を用いた放射線生物影響に関する応用研究を進めている。講演では、今超短パルスレーザープラズマX線の持つ超短パルス,高輝度,単色エネルギー,高空間コヒーレンスであるという特徴を活かしたがん細胞における放射線生物影響研究を展開について発表を行う。

A dedicated radiation biologyn X-ray generation and exposure system has been dedicated for radiation biology is developed. An X-ray pulse of 8.0 keV in energy X-ray pulses is generated with an fs-laser pulse were used to irradiate, and sample cells are irradiated through a custom-made culture dish with a silicon nitride membrane. The X-ray irradiation resulted in DNA double-strand breaks in thea nucleus of a culture cell are caused by X-ray irradiation that were, and similar DNA breaks are obtained to those obtained with athe conventional X-ray source, thus. This result demonstrating thees feasibility of radiobiological studiesy utilizing with a single burst of X-rays focused shining on a single cell specimens.

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