2017 Fiscal Year Annual Research Report
Magnetic-field assisted binding method between magnetic markers and targets for biomedical applications
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16K14277
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
圓福 敬二 九州大学, 超伝導システム科学研究センター, 教授 (20150493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 敬 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (30380588)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 磁気マーカー / ブラウン運動 / バイオ応用 / 磁気粒子イメージング / 磁気的ハイパーサーミア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁気マーカーを用いた「磁気粒子イメージング」や「磁気的ハイパーサーミア」などの磁気的な検査・治療技術はこれまでにない新しい医療技術であり、その開発に大きな期待が寄せられている。本研究では、磁気マーカーと細胞との結合反応を磁界中で行う、「磁場中結合反応法」と呼ぶ新規な手法を開発し、磁気マーカーを応用する際に重要となる高調波スペクトルやヒステリシス損等の磁気特性を大幅に改善する事を目的としている。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。
１．磁場中結合反応による磁気特性の改善：磁場中結合反応法を用いて細胞に結合した磁気マーカーの磁気特性（高調波スペクトルやヒステリシス損）の改善の度合いを実験により定量的に明らかにし、本手法の有効性を示した。また、磁場中結合反応を用いた場合の磁気粒子の磁気モーメントの揃い具合と磁気特性の関係を数値シミュレーションにより明らかにした。熱雑音の影響や磁気粒子パラメータの分布を取り入れたマイクロマグネティクシミュレーションの結果は実験結果と定量的に一致しており、本手法の定量性を示す事が出来た。また、磁気マーカーの特性に応じた磁場中結合反応法の最適化のための指針を示した。
２．磁場中結合反応法のバイオ応用：磁場中結合反応法をバイオセンシングに応用し、その有効性を示した。実験では、細胞を模擬した高分子ビーズに磁場中結合反応法を用いて磁気マーカーを結合しその効果を調べた。その結果、本手法を用いることにより、磁気マーカーからの磁気信号を大幅に増加出来る事を示した。これは、本手法を用いることにより磁気モーメントが揃った状態で磁気マーカーを高分子ビーズに結合できるためであり、本手法の有効性が示された。
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