2014 Fiscal Year Research-status Report
体内診断に向けた高感度・高空間分解能な磁気ナノ粒子イメージングシステムの開発
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26820159
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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 | 磁気ナノ粒子 / ブラウン緩和 / ニール緩和 / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
体内診断に向けた高感度・高空間分解能な磁気ナノ粒子イメージングシステムの開発に必要な以下の２つの項目の研究開発を行った。
１．磁気マーカーの磁気特性評価
数nmサイズのナノ粒子の凝集体から構成される磁気マーカーを磁気バイオイメージングに応用するためには，凝集体の磁気特性の定量的評価が不可欠となる。本研究では，申請者等が開発した各種パラメータ分布の評価法に，ナノメータサイズの磁化動特性を表すLLG方程式による磁気特性解析を組み合わせ，磁気マーカーの特性評価を行った。これにより，溶液中での磁気マーカーの動特性に関して，新しい知見を得ることができた。これにより，より高度な磁気マーカーの特性評価法を確立し，磁気ナノ粒子イメージングにおいて，より最適な磁気マーカーの設計指針を明らかにした。
２．磁気ナノ粒子イメージングシステムの設計・開発
磁気ナノ粒子イメージングを高感度・高分解能に行うイメージングシステムの設計・開発を行った。磁気ナノ粒子から得られる微弱な磁気信号はpTオーダーであり，この磁気信号を，数mTの励起磁界中で検出しなければならない。本研究では，磁気シールドなしでの検出を目指し，励起磁界と外来磁気ノイズを同時に高精度にキャンセルし，磁気マーカーからの磁気信号のみを検出するグラディオメータを開発した。これにより，最小検出感度1μg（Fe）の高感度化を達成した。分解能は，10mm程度であり，今後，傾斜磁場を大きくする必要があると考えられる。
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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
体内診断に向けた高感度・高空間分解能な磁気ナノ粒子イメージングシステムの開発に必要な「磁気マーカーの磁気特性評価の高精度化」，「磁気ナノ粒子イメージングシステムの設計・開発」をおおむね研究実施計画通り実施することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度の成果を基に「磁気ナノ粒子イメージング実験」をおこなう。
高精度化した磁気ナノ粒子評価法を基に作成した，磁気マーカーと開発を行った磁気ナノ粒子イメージングシステムを用いて，イメージング実験を行う。また，これらの実験結果を「１．磁気マーカーの磁気特性評価」，「２．磁気ナノ粒子イメージングシステムの設計・開発」へとフィードバックし，目標とする1μg（Fe）以下の高感度検出，1mmの高空間分解能，空間的に分布した磁気マーカーの定量化を可能とする磁気ナノ粒子イメージングシステムを実現する。また，センチネルリンパ節検出を模擬したイメージング実験を行い，本システムの有用性，信頼性を確立し，体内診断に向けた磁気ナノ粒子イメージング技術の確立を行う。
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| Causes of Carryover |
平成２６年度は，磁気マーカーの特性評価を行ったが，代表的な磁気マーカーに絞って評価を行ったため，少額な次年度使用が生じた。平成２７年度では，この評価法の結果を基に，より最適な磁気ナノ粒子を用いた，磁気ナノ粒子イメージング実験を行う予定であり，次年度の使用計画を以下に示す。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費（磁気マーカー材料費，計測用電子部品等）：860千円，旅費（国内・海外研究成果発表，資料収集等）：400千円
人件費・謝金（実験補助）：100千円，その他（論文投稿料等）：100千円
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[Presentation] 磁気緩和の基礎と応用2014
Author(s)
吉田 敬
Organizer
ナノバイオ磁気工学専門研究会
Place of Presentation
中央大学駿河記念館（東京都千代田区駿河台）
Year and Date
2014-05-19 – 2014-05-19
Invited
