2007 Fiscal Year Annual Research Report
X線吸収微細構造(XAFS)を用いた生体内微量金属元素の状態分析
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18390509
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
宇尾 基弘 Hokkaido University, 大学院・歯学研究科, 准教授 (20242042)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朝倉 清高 北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (60175164)
亘理 文夫 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (70158682)
横山 敦郎 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (20210627)
赤坂 司 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (00360917)
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| Keywords | XAFS / 微小部分析 / チタン / 溶出 / 化学状態 / X線吸収微細構造 |
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| Research Abstract |
本研究は生体組織中の一部に微量存在する溶出微量金属元素や微小異物などを微小部XAFS法により同定・状態分析することを目的としており、ため、X線強度を低下させることなく100〜10μmレベルに集光し、任意の微小領域のXAFS測定を可能にする集光光学系の設計・試験するとともに、ニッケルチタン合金等の生体組織内での微量溶出を動物実験により試験し、蛍光XAFS測定により溶出元素の生体内での状態を評価した。
前年度に購入したX線集光用ポリキャピラリーと今年度購入したキャピラリー光軸調整用4軸ゴニオステージを用いて高エネ研PF BL-12Cにおいて性能評価を行い、所定のX線集光性(最小50μm以下)と透過性(10%以上)を達成していることを確認し、同所における微小部分析が可能になった。また光軸調整はゴニオの遠隔操作を可能にし、X線を照射しながら調整を可能にしたことにより容易になり短時間で調整が可能になった。キャピラリーで集光したX線によるXAFSスペクトルは通常の測定と同一であることも確認した。今後は上記キャピラリーを用いた金属元素含有生物組織の微小部分析を試みる。
また医用・歯科用材料として広く用いられている高耐食性の金属材料の生体内挙動の評価として、ニッケルチタン合金及びステンレス合金を動物の皮下に長期間埋入し、その周囲の組織を採取して放射光を用いたXAFS測定により、溶出元素の有無とその化学状態を評価した。いずれの合金の場合でもニッケルが比較的高濃度に溶出することが確認され、その周囲組織中濃度は300ppm程度に達し、ニッケルはイオン状態で組織中に存在することが確認された。チタンやクロムは周囲組織中に殆ど存在せず、合金成分元素による溶出挙動の差が確認された。
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