| Project/Area Number |
20K14392
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
Masuyama Yuta 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, 主任研究員 (00814790)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 量子センサー / NVセンター / 磁性ナノ粒子 / ダイヤモンド / 量子センシング |
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| Outline of Research at the Start |
近年、患者の負担が少ない、微量の磁性粒子を用いた医療応用技術が開発され始めている。特に、がん転移の位置特定の場合、体内に注入した磁性粒子の微小な磁場信号を計測し、その位置や量を評価する。従来、微小な磁場信号を計測するには、高価で大型な冷凍機や磁気シールドルームを用いた高感度なセンサーを要することが、この技術の普及の課題であった。本研究では、冷凍機や磁気シールドルームを用いないダイヤモンド量子センサーにより、生体内に注入した微量の磁性粒子を検出する手法を開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aims to develop a method for detecting small amounts of magnetic particles at a distance by means of a diamond quantum sensor with higher sensitivity by quantum control and a system for generating harmonic components of the response magnetic field of magnetic particles. To this end, this study set up a system for generating harmonic components of the response magnetic field of magnetic particles, developed a method for evaluating and improving the performance of the diamond quantum sensor, and constructed a quantum control sequence for detecting harmonic components of the response magnetic field of magnetic particles with the diamond quantum sensor.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近年、直径1 μm未満の微小な磁性粒子の医療応用が実用化され始めている。さらに、ガンの検出、ハイパーサーミア、などさまざまな医療応用が期待されており、体内に注入した磁性粒子が、期待した位置へ集積する量などを検出する必要が生じている。その磁性粒子の位置特定のためには、高感度な磁気センサが必要である。しかし、従来の冷凍機を用いた超伝導磁気センサ（SQUID）などは大型で高価なため、技術普及・発展の妨げとなっている。本研究の成果は、体内に注入した微量な磁性粒子を検出可能な、室温・磁気シールドレスで動作する高感度量子センサーシステムの重要な技術要素である。
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