2014 Fiscal Year Research-status Report
軟X線顕微鏡による毛髪試料の酸化ダメージとカルシウムの高分解能化学マッピング
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25390128
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
伊藤 敦 東海大学, 工学部, 教授 (80193473)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大東 琢治 分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 助教 (50375169)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 軟X線顕微鏡 / 分子マッピング / 毛髪 / カルシウム / 酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）人工酸化処理を行った毛髪試料の酸化ダメージ分布とCa分布のサブミクロン観察：
25年度に引き続きメデュラ（毛髪中心部構造）のある毛髪を選別し、人工酸化処理の条件を変えて、Photon Factoryにてズーミング管を用いた密着型X線顕微鏡により約0.5ミクロンの分解能で画像データの蓄積を行った。人工酸化処理は過酸化水素とアンモニア混合溶液により行い、毛髪試料の各部位20ミクロン厚にカットし、断面の画像を取得した。25年度に購入した新規MCPを用いることにより、感度が向上し、より短時間でノイズの少ない画像が得られるようになった。一方、Ca分布観察については、高感度検出が可能な蛍光X線マッピング装置がシャットダウンとなった。そのため検出感度はかなり劣るが、酸化度分布と同じ装置によりCa-K吸収端にて画像取得を行った。結果は、キューティクル（毛髪周辺部）及びコルテックス（内部の実質部）で酸化度上昇とCa増加の相関がある一方、メデュラにおけるCa分布が酸化度にあまり依存しないことなど、昨年度の傾向は確認された。しかしながら、微量なCaに対しては、感度の低下は問題である。しかし、酸化度とCa分布を同じ手法により同一分解能で求めることができるという利点もあるため、現在、Ca蓄積が顕著な領域において両分布の解析を行っている。
２）走査型軟X線顕微鏡による高分解能Ca分布観察：
分子科学研究所UVSORに設置された走査型軟X線顕微鏡（STXM）は0.1ミクロン以下の高分解の化学マッピングができる装置として期待されている。26年度は、昨年度撮影したPhoton Factoryに用いた試料が約20ミクロン厚であった経験を踏まえ、スライサー（特注品）によって1-2ミクロン厚の試料を作成した。Ca-K吸収端での観察を行ったが、前回より改善されたものの、まだX線透過度が低く、定量的な分布を求めるにはさらに薄い試料作成が必要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Photon Factoryでのメデュラを有する毛髪試料の酸化度イメージングについては、データも蓄積され順調に進んでいる。その成果は、10月の国際X線顕微鏡会議（XRM2014）にてまとめることができた。Ca分布を求めるための蛍光X線マッピングが利用不可能となったため、X線顕微鏡での画像のデータの集積を行っている。分子研STXMについても毛髪試料の化学マッピングを初めて試みたが、まだ厚さが十分薄くないため、さらに切片作成の工夫が必要であることが判明した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Photon Factoryでの酸化度イメージングについて、27年度はさらに試料数を増やし精度を上げること、酸化処理方法として酸化薬剤ばかりでなく紫外線、熱なども追加してCa増加に関してそれぞれの特徴を比較する。なお、蛍光X線マッピングについては、SPring-8での課題申請を予定している。採択されれば、27年度後期で実験が可能となる。分子研STXMによる超高分解能イメージングにおいては、電子顕微鏡用ミクロトームを用いて、厚さ0.5ミクロン以下の試料を作成し、Ca-L, S-L吸収端にてCaおよび酸化度の分布測定を行う計画である。
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| Causes of Carryover |
毛髪、細胞などの生体試料を載せるための基板としてSiN薄膜を利用しますが（20万円-30万円/100枚）、25年度は研究分担者および研究協力者の厚意により無償で提供いただきました。26年度は計画通り科研費より支出いたしましたが、25年度支出するには及ばなかった分が引き続き残っております。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度は、最終年度にあたり、SPring-8での実験も新たに計画しております。従って、26年度より観察試料枚数も増えることが予想されます。そのための追加費用、SPring-8使用料、試料カットに用いるスライサーの消耗品購入に充てる計画です。
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