細胞内を高速・高空間分解能で立体観察できる3次元ミクロンCTの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13852017
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 石井 慶造 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00134065)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松山 成男 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70219525) ; 山崎 浩道 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00166654)
• Keywords: 3次元ミクロンCT / マイクロPIXE / PIXE / マイクロ粒子ビーム / マイクロビーム

Research Abstract

本年度は、3次元ミクロンCTに必要なミクロンの空間分解能をもつマイクロ粒子ビーム形成装置を開発した。本装置を限られた広さの実験室に設置して、サブミクロンの空間分解能と大電流を実現するためにビーム輸送計算を行いシステムの最適化を図った。本装置は東北大学工学研究科高速中性子実験室のダイナミトロン静電加速器の15°ビームコース(中性子TOFスペクトロメーターコース)に取り付けられた。9mのビーム輸送ラインと9mのマイクロ粒子ビーム形成装置とで全長約18mのマイクロビームラインとなった。ビーム輸送ラインとマイクロ粒子ビーム形成装置との間に60°エネルギー分析電磁石(ΔP/P=10^<-5>)を設け、サブミクロンビームの形成を目指した。マイクロ粒子ビーム形成装置は、防振ゴムで支えられた6.5mの防振台に据え付けられた。マイクロ粒子ビーム形成装置のオブジェクトスリットは±0.2μmの精度で駆動でき、物点の大きさとして4×20μm^2とした。これによって焦点にX-軸0.6μm、Y-軸0.8μmのビームスポットを結像する。また、さらにオブジェクトスリットを絞り込むことにより、シングルヒットではあるがナノビーム形成も可能である。発散角を0.2mmラジアンに決めるために、オブジェクトスリットの下流に発散制限スリットを設けた。さらに、このスリットの下流に上流スリットによって発生するビームハーローを取り除くためのバッフルスリットを設けた。このスリットはマイクロPIXEのような感度のよい測定においては、バックグラウンドの発生を防ぐために重要である。マイクロ粒子ビーム形成装置の心臓部である2連の強収束4極電磁石は、工作精度1μmで製作された。現在、システムの調整を行っており、調整後、マイクロ粒子ビーム形成装置を恒温室に納める。マイクロビームラインを納めている部屋全体を除湿するために、6台の空調機を整備した。

Research Products

• [Publications] K.Ishii, A.Sugimoto, A.Tanaka, et al.: "Elemental analysis of cellular samples by in-air micro-PIXE"Nuclear Instrument and Methods in Physics Research B. 181. 448-453 (2001)
• [Publications] T.Satoh, K.Ishii: "Calculation of Cross Sections of M-Shell Atomic Bremsstrahlung"International Journal of PIXE. 11. 45-48 (2001)
• [Publications] T.Satoh, K.Ishii, S.Matsuyama, H.Yamazaki, et al.: "Investigation on the Influence of Back Scattered Protons in PIXE Spectrum"International Journal of PIXE. 11. 49-59 (2001)