2020 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement in magnetic properties of magnetic nanoparticles using magnetic fractionation and their application to magnetic particle imaging
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18K04170
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吉田 敬 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (30380588)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 磁性ナノ粒子 / 磁気粒子イメージング / 磁気分画 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者がこれまで開発してきた磁性ナノ粒子の磁気特性評価法と磁気分画法を高度化させ、これまでにない高性能な磁性ナノ粒子を実現する。これを基に、超高感度な磁気粒子イメージングシステムを実現するとともに、イメージング実験を通して本手法の有効性を実証することを目的としている。
これまでは、世界で唯一MRIの造影剤として体内使用が認可されている磁性ナノ粒子であるResovistの他にもともと物理粒径が均一である磁性ナノ粒子サンプルの磁気分画実験を行い、磁気粒子イメージングに最適な粒子だけを安定に抽出できること、また、磁気粒子イメージングの信号が安定的に増加することを確認した。
本年度は、磁気分画を行った磁性ナノ粒子サンプルを用いて液相・固相磁気ナノ粒子サンプルの識別を可能とする高感度な三次元磁気粒子イメージング実験を行った。これは、磁性ナノ粒子が特定のターゲットと結合したかの有無を識別することに相当する。
高感度かつ両者の識別を可能にするためには、交流励起磁界に対して両者が大きな磁化特性を示し、かつ、両者の磁化特性の直流傾斜磁界依存性が大きな違いを示す必要がある。これらを実現するために、磁気分画を行った磁性ナノ粒子サンプルの粒子径と交流励起磁界や直流傾斜磁界の関係を明らかにするとともに、両者の磁化特性のモデル化を行い、実験により高感度かつ両者の識別が可能な三次元磁気粒子イメージングが実現可能であること明らかにした。
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