Target irradiation of cells and individuals with heavy-ion microbeams of JAEA-Takasaki

原子力機構の重イオンマイクロビームを用いた生物照準照射技術

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

原子力機構高崎量子応用研究所では、重イオンの生物照射効果を解析するために、コリメーション式および集束式の2つの重イオンマイクロビームシステムを開発・運用してきた。コリメーション式重イオンマイクロビームシステムでは、これまでに培養細胞のみならず、線虫やカイコ、メダカなどの生物個体も含めた多様な生物試料への照準照射を実施し、その重イオン照射効果の測定や、バイスタンダー効果の機構解析、さらには、マイクロビームをラジオサージェリーツールとして用いた個体における発生学・生理学的な解析実験を実施してきた。一方の、集束式重イオンマイクロビームシステムは、コリメーション式重イオンマイクロビームでは実現が難しい高精度かつ高速な照準照射を実現するために開発された。これまでに、このシステムを用いてスキャンビームを用いたヒト培養細胞への高速照準照射技術を開発した。

In JAEA-Takasaki, there are two microbeam systems for biological study: collimating heavy-ion microbeam system, and focusing heavy-ion microbeam system. Using the collimating microbeam system, we have carried out the cultured-cell studies of heavy-ion hit effect and analysis of bystander effects. Moreover, we have promoted the microbeam studies of small individuals, such as , silkworm, and medaka fish. In these studies, we carried out not only researches aimed to explore the effects of heavy-ion radiation, but also the researches of physiological or developmental biology by applying microbeam as the tool of the radio-microsurgery. The focusing microbeam system was developed for overcoming the limitations of the collimating system. Using the system, we developed the experimental system to irradiate cells rapidly and accurately with the scanned microbeam spot of high-energy heavy-ions.