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論文

Production of positron emitters of metallic elements to study plant uptake and distribution

渡辺 智; 石岡 典子; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明; 清宮 正一郎*; 中西 啓仁*; 森 敏*

Radiochimica Acta, 89(11-12), p.853 - 858, 2002/02

https://doi.org/10.1524/ract.2001.89.11-12.853
 被引用回数：17 パーセンタイル：74.85(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

植物用ポジトロンイメージング装置の開発に伴い、ポジトロン放射体が植物の生理的な機能解明に有用であることがわかってきた。われわれは、この研究に用いるポジトロン放射体としてC-11,N-13,F-18等軽元素核種標識化合物の製造研究を行ってきた。今回は、新たにポジトロン放出金属元素金属元素V-48,Mn-52,Fe-52,Zn-62について製造開発を行った。AVFサイクロトロンからの陽子また$$alpha$$粒子ビームをターゲット物質に照射し、目的のアイソトープをイオン交換法または鉄共沈法によりターゲット物質から分離し、トレーサーとして必要な化学形に調製した。トレーサー溶液中の放射性不純物及び非放射性不純物をごく微量に抑えることができ、植物実験に十分供し得るトレーサーを製造する方法を確立した。

論文

Production of positron emitters and application of their labeled compounds to plant studies

石岡 典子; 松岡 弘充; 渡辺 智; 長 明彦; 小泉 光生; 松橋 信平; 久米 民和; 関根 俊明; 内田 博*; 辻 淳憲*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 239(2), p.417 - 421, 1999/00

https://doi.org/10.1007/BF02349523
 被引用回数：27 パーセンタイル：86.12(Chemistry, Analytical)

これまで原研高崎のAVFサイクロトロンを利用して生物医学分野で有用となるラジオアイソトープの製造技術の開発を行ってきた。最近では、ポジトロン放出核種の製造技術の開発と二次元ポジトロンイメージング装置の開発により、植物での生理機能を解明する実験が可能となった。われわれが現在進めている植物における物質移動の動的な計測方法とそれらの実験に必要なポジトロン放出核種の製造技術及びその標識化合物の合成研究について発表する。

論文

ポジトロン放出核種の植物機能研究への利用

久米 民和

放射線と産業, (79), p.25 - 29, 1998/00

http://ci.nii.ac.jp/naid/40004433038

ポジトロン放出核種の植物研究への利用について紹介する。TIARAが運転を開始して6年を経過し、ポジトロンイメージング装置を用いた植物の機能研究が本格化してきた。本報告では、研究の経緯、ポジトロンイメージング計測の特徴、装置の概要、植物を用いた研究例、今後の課題について述べる。とくに研究例としては、$$^{11}$$CO$$_{2}$$及び$$^{11}$$C-メチオニンを用いた炭素の移行・代謝に関する結果、$$^{13}$$NO$$_{3-}$$や$$^{13}$$NH$$_{4+}$$を用いた窒素の吸収-移行に関する結果、$$^{18}$$F-水を用いた結果などを紹介する。

論文

AVFサイクロトロンによる植物研究用ポジトロン放出核種標識化合物の製造

石岡 典子

放射線と産業, (80), p.11 - 15, 1998/00

http://ci.nii.ac.jp/naid/40004433047

ポジトロンは、電子とともに消滅して511keVのエネルギーの$$gamma$$線をほぼ反対方向に放出する。この$$gamma$$線の両方を検出すると、2つの検出器を結ぶ直線上でポジトロンが消滅したことが分かる。そして、その近傍にポジトロンを放出した核種が存在したことが分かる。この特徴のために$$^{11}$$C,$$^{13}$$N,$$^{18}$$F等のポジトロン放出核種は、トレーサーとして医学において盛んに利用されている。原研では、同じ原理を用いる植物用のポジトロンイメージング装置(PETIS)を開発し、植物体内におけるポジトロン放出核種の動きを二次元画面上で追跡することを可能にした。この装置を用いて植物の生理・生化学的な機能を解明するために、我々は高崎研TIARAのAVFサイクロトロンによるポジトロン放出核種の製造・標識合成技術の開発を進めている。ここでは、ポジトロン放出核種を製造するために開発した照射ターゲットシステム及び現在進めている植物実験用ポジトロン放出核種や標識化合物の製造について、その方法や特徴を分かり易く紹介する。

論文

ボジトロンイメージング計測法の植物への応用

久米 民和

Radioisotopes, 47(3), p.283 - 284, 1998/00

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.47.283

ポジトロン放出核種を用いた植物研究について、原研で進めているポジトロン・イメージング計測を中心にレビューした。ポジトロン・イメージング装置は、検出面積:48$$times$$50mm、画像分解能:約2mm、ほぼリアルタイムでの計測が可能である。$$^{18}$$F-水(半減期110分)を用いた実験では、障害を受けた植物での吸収・移行変化を調べ、障害の検討に有効に用いることができる可能性を示した。$$^{11}$$C(半減期20分)に関しては、$$^{11}$$Cと$$^{14}$$Cの発見と植物への利用の歴史を紹介するとともに、$$^{11}$$CO$$_{2}$$を用いた光合成産物の根への移行について述べた。$$^{13}$$N(半減期10分)に関しては、安定同位元素$$^{15}$$Nとの特徴を比較し、$$^{13}$$Nの利用の現状を紹介した。また、大学とのプロジェクト共同研究で進めている$$^{11}$$C-メチオニンや$$^{13}$$NO$$_{3-}$$を用いた研究例の紹介も含めた。

論文

A New water target system for the production of $$^{18}$$F and $$^{13}$$N to be used in plant study

石岡 典子; 松岡 弘充; 渡辺 智; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明

Synthesis and Applications of Isotopically Labelled Compounds 1997, p.669 - 672, 1998/00

植物生理機能の解明研究に必要である$$^{18}$$F及び$$^{13}$$N(ポジトロン放出核種)を製造するために、氷をターゲットとして用いることが可能な新しいターゲットシステムを開発した。原研高崎のAVFサイクロトロンで開発された二次元ポジトロンイメージング装置とこれらのポジトロン放出核種をトレーサーとして用いることにより、植物の物質移動を動的に計測することが可能となる。本報告書では、新しく開発した水ターゲット照射システムとそれを用いた$$^{18}$$F及び$$^{13}$$Nの製造技術の開発について発表する。

論文

Analysis of carbon translocation in plants using positron-emitting tracer

久米 民和; 松橋 信平; 伊藤 均; G.W.Roeb*; 石岡 典子; 長 明彦; 松岡 弘充; 関根 俊明; 内田 博*; 辻 淳憲*; et al.

JAERI-Review 97-015, p.51 - 53, 1997/11

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Review-97-015.pdf

植物の環境応答を非破壊で計測するための基礎として、ポジトロンイメージング装置を用いて植物の主要構成成分である炭素化物の転流について検討した。$$^{11}$$CO$$_{2}$$(半減期20分)を用いた計測では、葉に短時間で$$^{11}$$CO$$_{2}$$は吸収され、光合成産物の根への移行が観察された。そのコムギの根への$$^{11}$$CO化合物の移行は、特に新根で大きく、幼根の先端に多く蓄積することが認められた。また、光条件の影響を調べた結果では、新葉への$$^{11}$$C化合物の移行は暗条件下で多いのに対し、穂への移行は逆に明条件の方が多かった。$$^{11}$$C-メチオニンを用いた実験では、Fe欠乏のオオムギの葉から根への移行が大きいと予測されたが、根には移行せずに新葉に転流していることが認められた。以上のように、ポジトロン放出核種を用いた計測は、植物のストレス応答を調べるのに有効な手段であると考えられた。

論文

Positron emitting tracer in plants

久米 民和; 藤村 卓; 石岡 典子; 内田 博*; 辻 淳憲*

Nature, 389(6649), 1 Pages, 1997/09

浜松ホトニクス(株)が有しているNatureの広告ページに、ポジトロン放出核種を用いた植物体内における水、光合成産物、窒素化合物などの物質の動的イメージ計測法を紹介する。植物用のPositron Emitting Tracer Imaging Systemを開発し、植物の生体機能研究への応用を検討している。核医学分野で既に実用的に用いられているPETに比べ、本装置は空間分解能が2.5mm以下と高く、低濃度のトレーサーでのS/N比の良いイメージを得ることが可能などの特徴を有している。本手法を用いて、根から吸収された水や硝酸、葉で合成された光合成産物等の植物体内での挙動についての検討を行っている。切りバラに$$^{18}$$F-水を投与して、節部における移行を調べた結果、投与直後に葉への移行が観察され、その後ゆっくりと茎上部へ移行することが観察された。このように、本計測システムを用いることにより、植物の節部での溶質分配などの計測が可能である。

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