原子力機構・高崎における重イオンマイクロビーム照射技術開発の現状

The Development of heavy-ion microbeam systems in JAEA-Takasaki

舟山 知夫; 横田 裕一郎; 坂下 哲哉; 鈴木 芳代; 池田 裕子; 小林 泰彦

Funayama, Tomoo; Yokota, Yuichiro; Sakashita, Tetsuya; Suzuki, Michiyo; Ikeda, Hiroko; Kobayashi, Yasuhiko

これまで原子力機構・高崎では、コリメーション式及び集束式の重イオンマイクロビーム細胞照射装置の開発とそれらを用いた生物照射効果解明研究を行ってきた。コリメーション式重イオンマイクロビーム装置では、これまで培養細胞のみならず、カイコや、植物組織,線虫,メダカ胚などの照射を行い、細胞への重イオンヒット効果や、バイスタンダー効果などの放射線応答を解析すると共に、重イオンの局部照射による組織内の特定部位の不活性化によるラジオサージェリー研究などを行ってきた。これらの実績を踏まえ、現在、このコリメーション式重イオンマイクロビーム装置に、超高感度カメラを核としたライブイメージング解析システムを組み込み、バイスタンダー効果における細胞集団全体の応答を解明するシステムの構築を進めている。また、コリメーション式よりも小さいビームスポットを用いて精密かつ高速な照射を実現するために開発を進めてきた集束式重イオンマイクロビーム装置では、ビームスキャナを用いた細胞への高速スキャン照射技術の開発を進めている。発表では、これらの開発の現状について概説する。

Target irradiation of individual cells using microbeam is a useful means to investigate the mechanism of heavy-ion radiation action. In JAEA-Takasaki, there are two microbeam systems for biological study: the collimating heavy-ion microbeam system, and the focusing heavy-ion microbeam system. The collimating microbeam system was developed and installed at mid 1990's and has been utilized for various biological studies. To explore the behaviors of the whole cell population after bystander irradiation, an integration of live-cell imaging technology into the cell targeting-and-observation system of the collimating microbeam system is under development. On the other hand, we established a method to irradiate finer heavy-ion microbeam from focusing heavy-ion microbeam system on individual HeLa cells. For rapid and accurate delivery of heavy-ions to the individual cells, a method for targeting cells with scanned beam is under development.