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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

 被引用回数:25 パーセンタイル:85.83(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

ポジトロンイメージングの植物研究への応用

久米 民和

第23回日本アイソトープ・放射線総合会議論文集, p.1 - 8, 1998/00

植物用に開発したポジトロンイメージング装置を用いた研究を紹介する。TIARA AVFサイクロトロンを用いて、$$^{11}$$Co$$_{2}$$ガス、$$^{13}$$NO$$_{3-}$$$$^{18}$$F-水、$$^{18}$$F-グルコース、$$^{11}$$C-メチオニンなどの標識化合物を製造し、植物に供給して植物体内における移行を計測した。$$^{11}$$Cに関して、$$^{11}$$Co$$_{2}$$を葉に供給したコムギにおける$$^{11}$$C光合成産物の根への短時間の移行、とくに幼根の先端への蓄積を示す鮮明な画像を得た。また、$$^{11}$$C-メチオニンを用いたアミノ酸転流に関するデータを得た。これらは、生きた植物体内における$$^{11}$$C化合物の移行をほぼリアルタイムで画像化した世界で最初の例である。また、$$^{13}$$NO$$_{3-}$$$$^{13}$$NH$$_{4+}$$を用いたイネやダイズにおける窒素転流、$$^{18}$$F-水を用いた水の動態計測の例などについても述べる。

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

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

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

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

植物のポジトロン・イメージング計測

久米 民和

放射線と産業, 0(73), p.60 - 61, 1997/00

生体外から非破壊で計測でき、生体の機能を生きたままの状態で観測するのに有効な手段であるポジトロン・イメージング計測の植物への応用を紹介した。本研究に用いている装置では、ほぼリアルタイムで植物体内のポジトロン放出核種の二次元画像を得ることができる。ここでは、$$^{18}$$F(半減期110分)を用いた照射切りバラにおける画像、$$^{11}$$C(半減期20分)を用いたコムギの葉からの$$^{11}$$CO$$_{2}$$の取り込みと根への$$^{11}$$C化合物の移行について簡単に述べた。

論文

PET-2 植物代謝研究への利用

久米 民和

理研シンポジウム 加速器を用いた陽電子利用技術の展開, 0, p.19 - 22, 1996/00

ポジトロン・イメージング装置の植物生体機能解明研究への応用について紹介する。ポジトロン放出核種は生体外から非破壊で計測可能であり、生きたままの状態での生体機能の計測に有効である。原研に設置したポジトロン・イメージング装置の特徴を紹介するとともに、植物への応用例について述べる。$$^{18}$$F-水や$$^{22}$$Naを用いた実験では、切りバラの照射による障害と糖による回復効果に対応した移行変化が示された。$$^{13}$$NO$$_{3}$$,$$^{11}$$CO$$_{2}$$及び$$^{11}$$C-メチオニンを用いた実験では、短時間におこる植物体内での吸収、移行、代謝に関して得られた結果について述べる。これまでに、$$^{11}$$C-メチオニンを用いた実験などで、茎と根の間に集積場所があり、そこから若い葉に再分配されていることを示す画像が得られている。

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