Observation of cellulose hydrogel during cell culture and decaying wood by MR microcopy

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03018
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40020:Wood science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Wada Masahisa 京都大学, 農学研究科, 教授 (40270897)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 誠 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30447510) ; 久住 亮介 京都大学, 農学研究科, 助教 (70546530)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: MRマイクロスコピー / セルロースヒドロゲル / 腐朽木材

Outline of Final Research Achievements

In this study, a magnetic resonance imaging (MRI) system was constructed based on a superconducting magnet and a spectrometer for nuclear magnetic resonance spectroscopy. In cellulose hydrogel, an imaging method that reflects differences in relaxation time of the medium was established. In wood, differences in tissue structure could be observed in the water-saturated state, and the relationship between the mean brightness value of images and moisture content was clarified, enabling the estimation of moisture content in wood above the fiber saturation point. We also succeeded in imaging of decayed wood and found the possibility of evaluating the progress of decay by combining it with the X-ray computed tomography method.

Free Research Field

木質科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

非破壊、非侵襲で試料内部の構造を観察する手法にMRI法がある。本研究では、自作した高磁場MRIシステムを用いて、セルロースヒドロゲルや木材の内部構造を観察可能にした。このシステムは観察対象を限定しないので、さまざまな生物材料へ適応可能である。また、木材では、高含水率状態で腐朽が進行しやすいことが知られている。本研究は、MRI法により、これまで困難であった高含水率状態の含水率の非破壊推定、腐朽木材の観察を可能にしたものであり、木質科学、セルロース科学、木材保存学の発展に寄与する。