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Production of a fluorescence probe in ion-beam radiolysis of aqueous coumarin-3-carboxylic acid solution, 1; Beam quality and concentration dependences

イオンビームによるクマリン-3-カルボン酸水溶液の放射線分解における蛍光プローブの生成,1; 線質及び濃度依存性

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

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

水の放射線分解で生成するOHラジカルをクマリン-3-カルボン酸(3CCA)により捕捉させると、一部が蛍光体である7OH-3CCAになる。この7OH-3CCAの放射線化学収率($$G$$値)を8種のイオンビーム照射に対して測定した。この際、3CCA濃度を0.1から26mMの間で変化させることで、捕捉反応が起こる時間スケールを5.6ナノ秒から1.5マイクロ秒の間で変化させた。報告のあるOHラジカル収率と比べたところ、時間スケールが数十ナノ秒よりも遅い場合には7OH-3CCA収率がOHラジカル収率の約(4.7$$pm$$0.6)%で一定となることがわかり、ビームの種類に依存しないことも明らかとなった。数cGyという低線量でも検出可能なことから、3CCA水溶液中で生成する蛍光体7OH-3CCAはOHラジカルの高感度なプローブとしてさまざまな放射線に対して利用できることが示された。

Aqueous coumarin-3-carboxylic Acid (3CCA) solutions were irradiated with eight different ion beams covering LET range from 0.5 to above 2000 eV/nm. $$G$$-values of 7OH-3CCA, one of hydroxylated products in radiolysis of the solutions, have been determined by fluorescence-HPLC technique in 3CCA concentration range from 0.1 to 26 mM. The formation yield of 7OH-3CCA increased with increasing concentration of 3CCA while it decreased with increasing LET value of ion beam. Compared with our previous reports on $$G$$($$^{bullet}$$OH) at a scavenging capacity of 10$$^{7}$$ s with absorption spectroscopy, it was found that $$G$$(7OH-3CCA) is about (4.7$$pm$$0.6)% of $$G$$($$^{bullet}$$OH), which is consistent for all of the ion beams used in the present study. However, 7OH-3CCA yields in high CCA concentration region, especially by using extremely high LET ions, were much higher than expected values based on the above conversion factor and $$G$$($$^{bullet}$$OH) value predicted in theoretical work.

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分野:Chemistry, Physical

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