2017 Fiscal Year Annual Research Report
Developement of 4D MRI microscopy for monitoring growth process of rhizome axillary bud
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15K04719
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
寺田 康彦 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20400640)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 植物用MRI / マイクロイメージング / 地下茎 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物試料の成長をMRI観察することができる4次元マイクロイメージングシステムを開発し、その装置によって、イネ地下茎のメリステムの成長機構や環境応答の知見を得ることを目的としている。昨年度までに、イネの地下腋芽の切片試料をMRIで観察するために必要な、高周波コイル（信号送受信用）と勾配磁場コイル（位置情報付加用）を開発した。さらに、このシステムで地下茎腋芽のメリステムの成長過程をより詳細に観察し、成長機構解析を行った。
平成29年度は，より自然に近い環境を実現するため、より280mm水平ボアの1.5T横型超電導磁石（プロトン共鳴周波数64MHz）を用いて、地下茎撮像用システムを構築した。このシステムは、広い磁場均一空間をもっているほか、イネ地下茎の成長方向と同じ水平方向にボアがあるため、自然環境下での観察が可能となるという利点がある。この磁石用に、信号送受信用の高周波プローブと、磁場補正用のシムコイルシステム、高強度勾配磁場システムの開発を行った。また、撮像用シーケンスの開発として、圧縮センシングや磁気共鳴指紋法の開発を行い、撮像の高速化と効率化を図った。
さらに4.7Tのシステムで、化学シフトイメージング用のシーケンスとハードウェアの開発を行った。スペクトル線幅を狭くするため、シムコイル、シールド付き勾配磁場コイルの開発を行った。NMR用の標準試料を4種類使ったキャピラリを用いて、化学スペクトルが位置分解できるころを確認した。また、圧縮センシング技術を用いて撮像高速化を行い、一枚の撮像時間を大幅に短縮できた。
上記の圧縮センシング、磁気共鳴指紋法、化学シフトイメージングを用いることで、試料の形態情報、NMRスペクトル情報、緩和時間情報を高速に取得できるようになった。
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