| 研究領域 | 量子もつれ光子対による原子核－多分子間相互作用プローブを活用した診断治療学の創生 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05021
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
島添 健次 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70589340)
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| 研究分担者 |
富田 英生 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20432239)
佐藤 健 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30507091)
重河 優大 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 特別研究員 (60845626)
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| 研究期間 (年度) |
2022-05-20 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 核医学 / 量子センシング / ガンマ光子 / カスケード光子 / 角度相関 / コンプトンPET / 光子対診断治療学 / 量子もつれ / ガンマ線 / 核スピン / アイソトープ / 腫瘍診断 / 治療学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光子対診断治療学の実現のため、域内計画研究の進捗と連携を相互把握し、研究方針策定・改善を継続的に実施する。A01診るB01測るC01創るD01解る班の円滑な運営を行う。 A01/C01班:原子分子評価、C01/D01班:理論/実験計画、A01/B01班:個体・細胞連携、B01/C01 班:分光精製等重点課題の課題管理・連携を推進するとともに、成果の発信を実施する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、未開拓の分子間相互作用検出医学診断技術の実現を、核スピン相関ガンマ光子の精密計測により目指した。まずpH異方性変化、金属RI送達DOTA構造にIn-111を結合しpHの検出可能性を初めて示した。また細胞内取り込みの検出を初めて実証した。加えて、PET核種対消滅ガンマ光子の量子もつれ状態を利用した量子もつれPETによる信号背景比の2倍改善を示した。更にポジトロニウムの2光子と3光子比を用いて、空孔サイズ/酸素濃度の検出技術開発に成功した。また新たなカスケード光子を見出し、放出の理論を構築した。以上により本研究の目的を達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでは困難であった核医学領域における、量子センシング技術を新たに考案・開発し、pHやDOTA構造などの 物理化学パラメータの抽出およびイメージングに初めて成功・理論的に定式化した。特に既存で用いられているSPECT核種を用いた、新たなイメージング技術の開発に成功したことは極めて大きな意義を有している。加えて、PET核種におい て、量子もつれ状態を用いたイメージング性能(信号背景比)の改善を、F-18のイメージング画像から初めて示し た。さらに、新たなイメージング手法としてポジトロニウムの2光子/3光子比の利用を提案・可視化を実証し た。今後医学診断技術に与える意義は大きい。
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