2015 Fiscal Year Annual Research Report
冷却コイルとSQUIDピコボルトメータを用いた磁気ナノバイオイメージング法の開発
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26630188
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
圓福 敬二 九州大学, 超伝導システム科学研究センター, 教授 (20150493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 敬 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (30380588)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 磁気イメージング / 冷却コイル / ピコボルトメータ / 磁気マーカー / バイオセンシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁気マーカー抗体を体内の疾患部に集積させ、その位置と量を検出することにより疾患の位置と程度を検査する「磁気ナノバイオイメージング法」は、新しい体内診断技術として注目されている。本研究では、磁気イメージングシステムの実現のために必要な、高感度な交流磁場計測システム、高調波信号を用いた信頼性の高い計測法、及び、計測した磁界マップから磁気マーカーの位置と量を推定するためのデータ解析法を開発することを目的としている。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。
１）冷却した検出コイルとHTS SQUIDピコボルトメータを用いた磁界マッピングシステムを高度化した。測定システムの磁界雑音を9 fT（単位周波数当り）にまで低減するとともに、第３高調波測定法を用いた検出法を高度化し高精度な磁界マップの取得を可能とした。また、傾斜磁場を発生するための平面型傾斜磁場コイルと傾斜磁場のゼロ磁場点（Field Free Point: FFP）を電気的に走査するためのシフトコイルを新たに開発し、これまでの機械的な走査法に比べて高速での磁界マッピングを可能とした。これにより、高速・高精度な磁気ナノ粒子の計測を可能にした。
２）得られた信号磁界マップのデータから磁気ナノ粒子の位置を高精度に推定するため、特異値分解法と呼ばれる数学的手法を用いた磁気粒子の分布推定法を開発した。この手法を用いて、深さ50 mmの位置にある２つの磁気粒子サンプルを空間分解能10 mm程度で明瞭に識別することに成功した。この際用いた傾斜磁場の大きさは0.4 T/mであり、従来研究 （2 T/m）に比べて小さいにもかかわらず、高い空間分解能を得ることが出来た。この結果は開発したデータ解析法の有効性を示している。
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