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2015 Fiscal Year Research-status Report

皮膚角層疾患の予知を可能にする表面検出法の開発

Research Project

Project/Area Number 15K12499
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

中川 公一  弘前大学, 保健学研究科, 教授 (00244393)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 澤村 大輔  弘前大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60196334)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords生体計測 / 生体情報 / 電子スピン共鳴 / イメージング / 皮膚科学 / 皮膚疾患
Outline of Annual Research Achievements

本年度は表面検出用共振器を試作し、安定ラジカルを用いてアパチャーサイズの検討をした。アパチャーサイズが、大きければマイクロ波の漏れが大きくなり試料の信号を検出しやすくなるが、マイクロ波の強い部分はアパチャー中心に限られることが分かった。アパチャーの中心から端に行くと検出される信号は同じサンプルでも弱くなった。
この他に磁場変調・マイクロ波パワーなどのスペクトル線形に与える影響を検討した。現在、直径4 cmのひと巻きのコイルを使用しているが、磁場変調と信号強度が必ずしも一致しないので磁場変調コイルの形状や位置についてさらなる検討が必要と思われた。マイクロ波パワーについて、信号強度はマイクロ波パワーを上げると大きくなるが、必ずしも直線関係にはなかった。10-20 mWくらい以上では、試料の大きな信号強度の変化は見られなかった。
前述の検討項目を踏まえ、無侵襲の検出法として人の指や爪の測定を試みた。通常、皮膚は水分を弾くため市販のローションと0.1 mM 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl (TEMPOL)の50対50水溶液を調整し、測定溶液を指や爪に塗布した。指の測定の場合、信号強度時間とともにやや上昇した。一方、爪では信号強度は時間とともに変化はなく弱かった。測定後、指の溶液を石鹸で洗い流したのち、指からの信号は検出されなかった。
指や爪で常磁性種を研究するための新たな可能性を提供する9 GHzの表面型非侵襲的な検出方法を開発した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

申請課題での主な理由は、以下の通りである。
(1) 研究計画の主である表面検出器の試作を行い、測定することができた。
(2) ESRと画像関連のジャーナルに審査の上で、論文が掲載された。
以上のことから、順調の進展と判断した。

Strategy for Future Research Activity

ESRによる模擬試料や皮膚疾患試料などの応用計測と画像化を試みる。さらに、いろいろな試料のイメージング測定を行い実験と解析精度の向上のための工夫を施す。今後の研究方針としては、
(1) 表面検出器の精度の向上をはかる。
(2) データの画像化の技術と画像の解像度を上げる改善を試みる。
また、これまでの結果を踏まえ、より多くの試料を測定しESRイメージングの皮膚計測の応用性を高めるよう努める。

Causes of Carryover

消耗品の発注遅れのため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

できるだけ早い時期に、消耗品を発注する。

  • Research Products

    (23 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Skin surface imaging of psoriasis vulgaris by using an electron paramagnetic resonance spin probe2016

    • Author(s)
      Nakagawa K, S. Minakawa, D. Sawamura, H. Hara
    • Journal Title

      Journal of Dermatological Science

      Volume: 81 Pages: 71-73

    • DOI

      10.1016/j.jdermsci.2015.10.006

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CW EPR and 9 GHz EPR imaging investigation of stable paramagnetic species and their antioxidant activities in dry shiitake mushroom (Lentinus edodes)2016

    • Author(s)
      K. Nakagawa, H. Hara
    • Journal Title

      Free Radical Research

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.3109/10715762.2016.1150592

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of an innovative 9 GHz EPR surface detection method and its application to non-invasive human fingers and nails investigation2015

    • Author(s)
      Kouichi Nakagawa
    • Journal Title

      Spectrochimica Acta Part A, Molecular & Biomolecular Spectroscopy

      Volume: 150 Pages: 461-464

    • DOI

      10.1016/j.saa.2015.05.065

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Paramagnetic species and antioxidant properties in various shiitake mushroom investigated by continuous wave EPR and 9 GHz EPR imaging2015

    • Author(s)
      K. Nakagawa, H. Hara
    • Journal Title

      Conference Proceedings of 7th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research-Asia

      Volume: 1 Pages: 7-16

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] The 9 GHz EPR Imaging of Free Radicals in Various Materials2015

    • Author(s)
      K. Nakagawa, S. Minakawa, D. Sawamura, H. Hara
    • Organizer
      7th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research-Asia (SFRR-Asia 2015)
    • Place of Presentation
      Chiang Mai, Thailand
    • Year and Date
      2015-11-29 – 2015-12-02
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Skin imaging of psoriasis vulgaris using electron paramagnetic resonance spin-probe2015

    • Author(s)
      K. Nakagawa, S. Minakawa, D. Sawamura, H. Hara
    • Organizer
      6th Asian Conference on Colloid and Interface Science (ACCIS 2015 Japan)
    • Place of Presentation
      Arcus Sasebo (長崎県、佐世保市)
    • Year and Date
      2015-11-24 – 2015-11-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CW EPRとEPRイメージング法による重粒子線で生じたスクロースラジカルの研究2015

    • Author(s)
      中川公一、原 英之、松本謙一郎
    • Organizer
      第54回電子スピンサイエンス学会年会
    • Place of Presentation
      新潟朱鷺コンベンションセンター(新潟県、新潟市)
    • Year and Date
      2015-11-02 – 2015-11-04
  • [Presentation] CW EPRとEPRイメージング法による皮膚角層の研究2015

    • Author(s)
      中川公一、皆川智子、澤村大輔、原 英之
    • Organizer
      第54回電子スピンサイエンス学会年会
    • Place of Presentation
      新潟朱鷺コンベンションセンター(新潟県、新潟市)
    • Year and Date
      2015-11-02 – 2015-11-04
  • [Presentation] X-bandイメージングによる食品中のラジカル分布の研究2015

    • Author(s)
      原英之、中川公一
    • Organizer
      第54回電子スピンサイエンス学会年会
    • Place of Presentation
      新潟朱鷺コンベンションセンター(新潟県、新潟市)
    • Year and Date
      2015-11-02 – 2015-11-04
  • [Presentation] An innovative 9 GHz EPR surface detection method ─ its application to non-invasive human fingers and nails investigation2015

    • Author(s)
      K. Nakagawa
    • Organizer
      BIODOSE 2015
    • Place of Presentation
      Hanover Hotel, Hanover, New Hampshire, USA
    • Year and Date
      2015-10-06 – 2015-10-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 皮膚角層のイメージングに関するEPR/ESR研究2015

    • Author(s)
      中川公一、皆川智子、澤村大輔、原英之
    • Organizer
      日本油化学会第54回年会
    • Place of Presentation
      名城大学(愛知県、名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-08 – 2015-09-10
  • [Presentation] Distributions of C-ion and X-ray Induced Sucrose Radicals Investigated by CW EPR and 9 GHz EPR Imaging2015

    • Author(s)
      K. Nakagawa, Hideyuki Hara, Ken-ichiro Matsumoto
    • Organizer
      57th ANNUAL ROCKY MOUNTAIN CONFERENCE ON MAGNETIC RESONANCE,
    • Place of Presentation
      Snowbird, Utah, USA
    • Year and Date
      2015-07-26 – 2015-07-31
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Skin Structure of Psoriasis Vulgaris Investigated by CW EPR and 9 GHz EPR Imaging2015

    • Author(s)
      K. Nakagawa, S. Minakawa, D. Sawamura, H. Hara
    • Organizer
      57th ANNUAL ROCKY MOUNTAIN CONFERENCE ON MAGNETIC RESONANCE,
    • Place of Presentation
      Snowbird, Utah, USA
    • Year and Date
      2015-07-26 – 2015-07-31
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of radical distribution in foodstuffs by X-band ESR imaging2015

    • Author(s)
      Hideyuki Hara, Kouichi Nakagawa
    • Organizer
      57th ANNUAL ROCKY MOUNTAIN CONFERENCE ON MAGNETIC RESONANCE,
    • Place of Presentation
      Snowbird, Utah, USA
    • Year and Date
      2015-07-26 – 2015-07-31
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電子スピン共鳴法による皮膚角層の研究2015

    • Author(s)
      中川公一
    • Organizer
      第19回ESRフォーラム研究会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都、目黒区)
    • Year and Date
      2015-07-24 – 2015-07-24
    • Invited
  • [Presentation] X-band ESR imaging for foodstuffs2015

    • Author(s)
      Hideyuki Hara, Kouichi Nakagawa
    • Organizer
      he 3rd Awaji International Workshop on Electron Spin Science and Technology: Biological and Material Science oriented Application (3rd AWEST 2015)
    • Place of Presentation
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji Island (兵庫県、淡路市)
    • Year and Date
      2015-06-15 – 2015-06-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CW EPRと9 GHz EPRイメージング法による皮膚画像とその解析2015

    • Author(s)
      中川公一、皆川智子、澤村大輔、原 英之
    • Organizer
      第68回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都府、京都市)
    • Year and Date
      2015-06-11 – 2015-06-12
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Locations of Heavy-ion Induced Sucrose Radicals Investigated Using CW EPR and 9 GHz EPR Imaging2015

    • Author(s)
      Kouichi Nakagawa, Hideyuki Hara
    • Organizer
      15th International Congress of Radiation Research (ICRR2015)
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都府、京都市)
    • Year and Date
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] EPR Investigation of Sucrose Radicals Produced by Low Doses of X-ray Irradiation2015

    • Author(s)
      Kouichi Nakagawa, Ken Kobukai, and Yuzuru Sat
    • Organizer
      15th International Congress of Radiation Research (ICRR2015)
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都府、京都市)
    • Year and Date
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Textbook of Aging Skin, 2nd edition2016

    • Author(s)
      K. Nakagawa
    • Total Pages
      (1-16)
    • Publisher
      Springer-Verlag
  • [Remarks] 中川リサーチグループ

    • URL

      http://www.hs.hirosaki-u.ac.jp/~nakagawa/

  • [Remarks] researchmap (JST)

    • URL

      http://researchmap.jp/read0186203/

  • [Remarks] 中川公一・弘前大学医学部保健学科・大学院保健学研究科

    • URL

      http://www.hs.hirosaki-u.ac.jp/kouhou/hg/web/daigakuin/teacher_detail02.html?id=56

URL: 

Published: 2017-01-06  

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