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2017 Fiscal Year Research-status Report

蛍光ゲル線量計の開発

Research Project

Project/Area Number 17K07013
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

前山 拓哉  北里大学, 理学部, 助教 (70612125)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 余語 克紀  広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 研究員 (30424823)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsゲル線量計 / 蛍光プローブ / ナノクレイ / 放射線治療 / 放射線化学 / 水溶液線量計
Outline of Annual Research Achievements

ゲル線量計は水を主成分とした生体に近い材料であり、三次元線量分布を評価することができるため、放射線治療における複雑な三次元線量分布の検証手法として期待されている。これまでに報告されているゲル線量計は大きく分けて放射線誘起の酸化反応を利用するフリッケゲルと重合反応を利用するポリマーゲル線量計がある。全てのゲル線量計のゲル化剤はこれまでにゼラチンなどの有機ゲル化剤が利用されてきたが、本研究では新規に少量の水分散ナノクレイをゲル化剤として放射線感受性化合物を加えたチキソトロピックゲル線量計の開発を進めている。特に、放射線照射後に蛍光物質となる蛍光プローブの適用を目的として、本年度は以下の成果を得た。
(1) 水溶液線量計として報告されている多くの蛍光プローブ(安息香酸、テレフタル酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、クマリン-3-カルボン酸)においてクレイゲルもしくはゾル中での放射線照射に従った蛍光強度の増加を観測した。
(2)クマリン-3-カルボン酸から照射後に生じる7-ヒドロキシクマリン-3-カルボン酸の蛍光量子収率がクレイゲル中で6倍近く増加し、水溶液線量計と同程度の感度特性を持つことが分かった。
これらの結果は有機ゲル化剤であるゼラチンをゲル化剤として用いた蛍光ゲル線量計に対して一桁以上の感度の増加が見込まれた。ナノクレイをゲル化剤として用いることにより、高感度化に成功した要因として、水分解ラジカルとクレイとの低反応性のみならず、ゲル中がアルカリ性であることが寄与していると考えられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度の研究結果は現在論文投稿中であり、当初の計画通りに進展している。

Strategy for Future Research Activity

本年度の研究結果は現在論文投稿中であり、当初の計画通りに進展している。

Causes of Carryover

差額は少額であり、来年度の必要備品の購入に用いる。

  • Research Products

    (7 results)

All 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Polymer gel dosimeter with AQUAJOINT as hydrogel matrix2018

    • Author(s)
      Maeyama Takuya、Ishida Yasuhiro、Kudo Yoshihiro、Fukasaku Kazuaki、Ishikawa Kenichi L.、Fukunishi Nobuhisa
    • Journal Title

      Radiation Physics and Chemistry

      Volume: 146 Pages: 121~125

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2018.01.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organic-Gelatin-Free Nanocomposite Fricke Gel Dosimeter2017

    • Author(s)
      Maeyama Takuya、Fukunishi Nobuhisa、Ishikawa Kenichi L.、Fukasaku Kazuaki、Fukuda Shigekazu
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 121 Pages: 4238~4246

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b11936

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] フリッケゲル線量計2017

    • Author(s)
      前山 拓哉
    • Journal Title

      医学物理

      Volume: 37 Pages: 99~106

    • DOI

      10.11323/jjmp.37.2_99

  • [Presentation] MRI-based Gel Dosimeter for Heavy ion Beam Cancer Therapy2018

    • Author(s)
      T. Maeyama
    • Organizer
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 蛍光プローブを用いたゲル線量計の開発2017

    • Author(s)
      前山拓哉, 長谷真之介
    • Organizer
      第6回3Dゲル線量計研究会
  • [Presentation] 蛍光プローブを用いた放射線線量測定ゲルの開発2017

    • Author(s)
      前山拓哉
    • Organizer
      第10回北里化学シンポジウム(AKPS2017)
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 放射線線量測定ゾル又はゲル、及びそれを放射線線量の計測材料として備える放射線線量計2017

    • Inventor(s)
      前山拓哉、櫻葉汀ダニエルアントニオ、 高梨宇宙
    • Industrial Property Rights Holder
      前山拓哉、櫻葉汀ダニエルアントニオ、 高梨宇宙
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2017-193001

URL: 

Published: 2018-12-17  

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