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高レベル変調高周波電磁界の非熱作用研究を目的とした細胞用曝露装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10555129
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 情報通信工学
研究機関東京都立大学

研究代表者

多氣 昌生 (多気 昌生)  東京都立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60145670)

研究分担者 鷲津 正夫  京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10201162)
宮越 順二  京都大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (70121572)
渡辺 聡一  総務省, 通信総合研究所, 主任研究官
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
2000年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1999年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1998年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
キーワード高周波電磁界 / 生体影響 / 曝露装置 / 非熱作用 / 変調波 / 細胞 / マイクロ波 / 高周波 / 電磁界
研究概要

高周波電磁界の生体影響では熱作用が支配的であるが、局所に集中した曝露では、温度上昇がわずかでも大きな内部電磁界が生じうる。また、ディジタル方式の携帯電話では低周波でパルス変調された波形が用いられている。携帯電話機による頭部曝露などの安全性を確立するためには、このような曝露の生体安全性を明らかにしなければならない。作用機構を明らかにするためには細胞レベルの研究が有効であるが実験容器内で熱の影響を排除し、生物学的な実験条件の要求を満たしながら高レベルの曝露を実現することは困難であった。本研究では、この要件を満たす細胞用曝露システムの開発を目的とした研究を行った。ここでは、櫛形電極による装置、円形導波管型曝露装置、スリット導波管型曝露装置をそれぞれ開発した。櫛形電極による装置を微細加工技術で製作し、1℃以下の温度上昇で十分な強度での曝露が可能なことを示した。また、電極間に細胞を配置するためにマスクを利用する技術を開発した。円筒導波管による装置はシャーレ内に州方向の電界を生じさせることができ、また統計的処理を行うために十分な細胞数を対象にできる利点がある。この装置を製作し、曝露評価を行うとともに、細胞生物学的実験を行った。さらに、この装置の問題点であった冷却水系の耐久性の問題を解消するために、スリット導波管を用いた装置を開発した。また、研究の過程で、非熱作用に関する細胞生物学的な実験のエンドポイントを明らかにすることが曝露装置設計の前提条件として重要であることがわかった。変調波に固有の生体影響に着目することから、変調周波数である低周波の磁界、電界の細胞の突然変異に対する影響との関連、パルス変調波による熱弾性波の発生など、非熱的機構によるとされている現象について検討を加え成果を得た。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] 渡邊聡一: "携帯電話のin vivoばく露装置と動物実験"電子情報通信学会論文誌B. E84-A. 19-28 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kanako Wake: "Analysis of induced currents in a rat exposed to 50 Hz linearly and circularly polarized magnetic fields"Bioelectromagnetics. Vol.21. 354-363 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiaki Watanabe: "FDTD analysis of microwave hearing effect"IEEE Trans.Microwave Theory and Technique. Vol.48. 2126-21* (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G-R Ding,: "Increase in hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase gene mutations by exposure to electric field"Life Sciences. 68. 1041-1046 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Tsurita,: "Biological and morphological effects on the brain after exposure of rats to a 1439 MHz TDMA field"Bioelectromagetics. Vo.21. 364-371 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 丸山祥史: "スリット導波管を用いた細胞用マイクロ波曝露装置"電子情報通信学会技術研究報告 環境電磁工学(EMCJ). (発表予定). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Watanabe and M.Taki: "In vivo exposure setups for animal studies on biological effects of electromagnetic exposure from cellular telephones (in Japanese)"Trans IEICE. Vol.J84-B, No.1. 19-28 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G-R Ding, K.Wake, M.Taki, J.Miyakoshi: "Increase in hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase gene mutations by exposure to electric field"Life Sciences. Vol.68. 1041-1046 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiaki Watanabe, Toshiyuki Tanaka, Masao Taki, Soichi Watanabe: "FDTD analysis of microwave hearing effect"IEEE Trans. Microwav. Theory Tech.. vol.48, no.11. 2126-2132 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Wake, T.Tanaka, and M.Taki: "Analysis of induced currents in a rat exposed to 50-Hz linearly and circularly polarized magnetic fields"Bioelectromagnetics. Vol.21, No.5. 354-363 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Tsurita, H.Nagawa, S.Ueno, S.Watanabe, M.Taki: "Biological and morphological effects on the brain after exposure of rats to a 1439 MHz TDMA field"Bioelectromagetics. Vol.21, No.5. 364-371 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Taki: "Biological effects of electromagnetic fields and health risks"J.IEICE. Vol.82, No.6. 572-579 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Taki: "Health Protection Guidelines for Electromagnetic Field Exposures (in Japanese)"Journal of Plasma and Fusion Research. Vol.75, No.1. 45-49 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Soichi Watanabe and Masao Taki: "An Improved FDTD Model for the Feeding Gap of a Thin-Wire Antenna"IEEE Microwave and Guided Wave Letters. Vol.8, No.4. 152-154 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Wake, M.Kawasumi, T.Tanaka, M.Taki: "Induced current density distribution in a human related to magnetophosphenes (in Japanese)"Trans.IEE Japan. vol.118-A, no.7/8. 806-811 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshihumi Maruyama, Kanako Wake, Soichi Watanabe, Masao Taki: "In vitro exposure setup using a rectangular waveguide with a transversal slit"Technical Report of IEICE, EMCJ. (to be presented, in Japanese). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 渡辺聡一: "携帯電話のin vivoばく露装置と動物実験"電子情報通信学会論文誌B. E84-A. 19-28 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kanako Wake: "Analysis of induced currents in a rat exposed to 50 Hz linearly and circularly polarized magnetic fields"Bioelectromagnetics. Vol.21. 354-363 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiaki Watanabe: "FDTD analysis of microwave hearing effect"IEEE Trans.Microwave Theory and Technique. Vol.48. 2126-2132 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] G-R Ding: "Increase in hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase gene mutations by exposure to electric field"Life Sciences. 68. 1041-1046 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masao Taki: "Search for phosphenes induced by exposure to radio-frequency fields with ELF amplitude modulation"Bioelectromagnetics Society 22^<nd> Annual Meeting. 83-84 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山祥史: "スリット導波管を用いた細胞用マイクロ波曝露装置"電子情報通信学会技術研究報告 環境電磁工学. (発表予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 多氣昌生: "高周波電磁界の生体作用"医用電子と生体工学. 37・特別号. 42 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤正男: "電波の生体影響と健康リスク"電子情報通信学会誌. 82-6. 572-579 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Masao Taki: "Exposure setup for in vitro experiment on biological effects of microwaves"26^<th> General Assembly of the International Union of Radio Science. 863 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Soichi Watanabe: "An experimental study on the dependence of local SARs on a human ear during exposure to MW from a cellular telephone"1999 International Symposium on Electromagnetic Compatibility. 341-344 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Junji MIYAKOSHI: "Effects of high-density extremely low frequency magnetic field on sister chromatid exchange in mouce m5S cells"Mutation Research. 440. 189-194 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Soichi Watanabe: "An improved FDTD Model for the feeding gap of a thin-wire antenna" IEEE Microwave and Guided Wave Letters. 8(4). 152-154 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Soichi Watanabe: "Power absorption of rats in a 1.439 GHz near-field exposure system." 20th Annual meeting of Bioelectromagnetics Soc.257-257 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Junji Miyakoshi: "Enhanced NOR-1 gene expression by exposure of Chinese hamster cells to high-density 50Hz magnetic fields." Molecular and Cellular Biochemistry. 181. 191-195 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Junji Miyakoshi: "Suppression of high-density magnetic field (400mT at 50Hz)-induced mutations by wild-type p53 expression in human osteosarcoma cells." Biochemical and Biophysical Research Communications. 243. 579-584 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Taktoki Yamamoto: "Molecular surgery of DNA using restriction enzymes" Nano to Macroscale Science and Technology through Microsystems. 38-38 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Masao Washizu: "Electrostatic actuation of liquid droplets for micro-reactor applications" IEEE Transaction IA. 34(4). 732-737 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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