高強度電磁エネルギーの生体・医療応用

加道 雅孝; 勝木 淳*

レーザー研究, 42(1), p.40 - 44, 2014/01

MHz帯の高電界の非加熱作用として、1MHz以下では細胞膜に、それ以上では細胞内に生体ストレスが与えられることを示した。10MHz以上で細胞内に入る強電界は、核酸,タンパク質や細胞内小器官に強いストレスとなると予想されるが、5kV/cm程度の電界では顕著な細胞応答が見られていない。現在、パルス幅数ナノ秒の伝送線路系パルスパワー装置を用いて100kV/cmを超える高電界を細胞に印加する試験が進められており、細胞内に光が当たり始めている。高輝度で単パルスという特徴を持つレーザープラズマ軟X線源とX線感光材上に細胞を直接培養する密着型軟X線顕微鏡を組み合わせたレーザープラズマ軟X線顕微鏡を開発し、生きている細胞の細胞内構造の詳細な観察を実現した。さらに、蛍光顕微鏡と組み合わせたハイブリッド顕微法は、これまで軟X線顕微鏡の課題とされていた細胞内構造の正確な特定を可能とし、生命現象の観察への活用を広げた。アポトーシスを起こした細胞核の観察に利用した結果、アポトーシスによる細胞核の構造変化の詳細を明らかにした。