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生体内水構造のin vivo広帯域誘電分光による健常性評価

研究課題

研究課題/領域番号 15K13554
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関東海大学

研究代表者

八木原 晋  東海大学, 理学部, 教授 (40191093)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードWater structure / Dielectric spectroscopy / Broadband dynamics / Living body / in vivo / Noninvasive testing / free water / Interfacial polaization / 水構造 / 広帯域誘電分光 / BDS / 非侵襲計測 / 誘電緩和 / 界面分極 / フラクタル / 水素結合ネットワーク / in vivo 広帯域誘電分光 / 非侵襲誘電測定 / 磁場勾配核磁気共鳴法 / フラクタル水構造解析 / 培養細胞 / リポソーム / モデルマウス
研究成果の概要

広帯域誘電分光(BDS)および相補的手法(核磁気共鳴や分子動力学法)を用い、標準液体やイオン水流、高分子ゲルやエマルションなどの生体モデル系の水構造解析を行った。フラクタルな水素結合ネットワークダイナミクスのBDS解析により、含水量、水分子やイオンの束縛・分散状態を知ることができた。さらに培養細胞やモデルマウス臓器、非侵襲in vivo生体計測を行ったところ、健常性と敗血症マウスの臓器を識別することができ、新たな生体計測・解析手法の有効性が示された。今後脳機能計測や医療分野、関連する広範な理工学領域まで、様々な分野での応用が期待される。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ヘブライ大学(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] アテネ工科大学(ギリシャ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Galgotias University(インド)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Electrocapillary Phenomena at Edible Oil/Saline Interfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Nishimura, Takuya Ohzono, Kohei Shoji, Shin Yagihara, Masahumi Hayashi, Hisao Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 66 号: 3 ページ: 235-249

    • DOI

      10.5650/jos.ess16182

    • NAID

      130005397225

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dielectric study on hierarchical water structures restricted in cement and wood materials2017

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Abe, Akihiro Nishi, Hironobu Saito, Megumi Asano, Seiei Watanabe, Rio Kita, Naoki Shinyashiki, ShiSeiichi Sudo, Youki Suzuki
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology

      巻: 28 (4) 号: 4 ページ: 046601-046601

    • DOI

      10.1088/0034-4885/76/4/046601

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Elbow- and hinge-bending motions of IgG: Dielectric response and dynamic feature2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihito Hayashi and Shin. Yagihara
    • 雑誌名

      Biopolymers

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 626-632

    • DOI

      10.1002/bip.22841

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Bi-modality Diffusion of Water Molecules in Liposome/Water Dispersion Systems Analyzed by Pulsed Field Gradient Spin Echo NMR Method2016

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Kawaguchi, Rio Kita, Naoki Shinyashiki, Shin Yagihara, Minoru Fukuzaki
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 41 号: 4 ページ: 359-362

    • DOI

      10.14723/tmrsj.41.359

    • NAID

      130005172509

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Uncrystallized Water, Ice, and Hydrated Protein in Partially Crystallized Gelatin-Water Mixtures Studied by Broadband Dielectric Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Kaito Sasaki, Anna Panagopoulou, Rio Kita, Naoki Shinyashiki, Shin Yagihara, Apostolos Kyritsis, Polycarpos Pissis
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 121 (1) 号: 1 ページ: 265-272

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b04756

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dielectric Relaxation Time of Ice Ih with Different Preparation2016

    • 著者名/発表者名
      Kaito Sasaki, Rio Kita, Naoki Shinyashiki, and Shin Yagihara
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 印刷中 号: 16 ページ: 3950-3953

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b01218

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dielectric study on temperature-concentration superposition of liquid to glass in fructose-water mixtures2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yamamoto, Kaito Sasaki, Rio Kita, Shin Yagihara, Naoki Shinyashiki
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 206 ページ: 39-46

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2015.01.057

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Relaxation dynamics of liposomes in an aqueous solution2015

    • 著者名/発表者名
      S. K. Kundu, S. Choe, K. Sasaki, R. Kita, N. Shinyashiki, and S. Yagihara
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 17(28) 号: 28 ページ: 18449-55

    • DOI

      10.1039/c5cp01334h

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of Water Measurement Techniques for Human Skin by Dielectric Spectroscopy and Confocal Raman Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      S. Sato, Y. Maruyama, H. Kamata, S. Watanabe. R. Kita, N. Shinyashiki, S. Yagihara, M. Egawa, and N. Kunizawa
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 40 号: 2 ページ: 133-136

    • DOI

      10.14723/tmrsj.40.133

    • NAID

      130005089530

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soret effect of aqueous solutions of ethylene glycol oligomers, crown ethers, and glycerol: Temperature, molecular weight, and hydrogen bond effect2015

    • 著者名/発表者名
      Kousaku Maeda, Naoki Shinyashiki, Shin Yagihara, Simone Wiegand, and Rio Kita
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 143(12) 号: 12 ページ: 124504-124504

    • DOI

      10.1063/1.4931115

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 非侵襲誘電分光法による生体測定における血液の影響評価2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤徹哉、浅野晴香、斉藤宏伸、喜多理王、新屋敷直木、八木原晋
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(横浜)
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 食用油の分子挙動と水との凝集構造形成への誘電分光法からの考察2016

    • 著者名/発表者名
      庄司幸平、齋藤徹哉、喜多理王、新屋敷直木、八木原晋、福崎稔、大園拓哉、西村聡、林正史、田中久雄
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(横浜)
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 細胞分散系のPFG-NMRと誘電分光による膜損傷に伴う水とイオンの運動性の変化2016

    • 著者名/発表者名
      青山剛志、斉藤宏伸、川口翼、喜多理王、新屋敷直木、八木原晋、福崎稔、伊藤敦、浅見耕司
    • 学会等名
      第55回NMR討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Dielectric Study on Dynamics of Water Molecules and Ions Restricted in Cement and Wood Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Shin Yagihara, Fumiya Abe, Akihiro Nishi, Hironobu Saito, Megumi Asano, Seiei Watanabe, Rio Kita, Naoki Shinyashiki, Minoru Fukuzaki, Seiichi Sudo, Youki Suzuki
    • 学会等名
      11th International Conference on Electromagnetic Wave Interaction with Water and Moist Substances
    • 発表場所
      Congress Center of the National Research Council of Sesto Fiorentino (Firenze, Italy)
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation and Complementary Analysis for Water Dynamics of Tofu Gel using PFG-NMR and Dielectric Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Kawaguchi, Rio Kita, Naoki Shinyashiki, Shin Yagihara, Minoru Fukuzaki
    • 学会等名
      11th International Conference on Electromagnetic Wave Interaction with Water and Moist Substances
    • 発表場所
      Congress Center of the National Research Council of Sesto Fiorentino (Firenze, Italy)
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 敗血症および水素水がマウス臓器の水構造に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      青山剛志、川口翼、齋藤徹哉、清水健太、庄司幸平、八木原晋、新屋敷直木、喜多理王、福崎稔、増田治史
    • 学会等名
      第53回高分子と水に関する討論会
    • 発表場所
      目黒,東京
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 傾斜磁場勾配法を用いた31P,2H-NMRによるリポソーム/水分散系における拡散現象2015

    • 著者名/発表者名
      川口翼、喜多理王、新屋敷直木、八木原晋、福﨑稔
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜,神奈川
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 広域誘電分光法を用いた高分子生体素材中の水2015

    • 著者名/発表者名
      斉藤宏伸、佐藤駿介、喜多理王、新屋敷直木、八木原晋、福﨑稔、望月明、田中賢
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜,神奈川
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 懸濁液中の細胞構造に由来する誘電緩和過程2015

    • 著者名/発表者名
      青山剛志、斉藤宏伸、川口翼、清水健太、八木原晋、新屋敷直木、喜多理王、福崎稔、浅見耕司
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜,神奈川
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素結合している水分子の大規模挙動2015

    • 著者名/発表者名
      八木原晋、喜多理王、新屋敷直木、福﨑稔
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜,神奈川
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] フィリングインに対する前頭葉のNIRS測定

    • 著者名/発表者名
      田窪洸祐,八木原晋,新屋敷直木,喜多理王,佐藤駿介,川口翼,栗田太作,福﨑稔,灰田宗孝,大橋三男
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜,神奈川
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] Chapter 8 in Nano/Micro Science and Technology in Biorheology: Principles, Methods, and Applications (Eds. T. Dobashi and R. KIta)2015

    • 著者名/発表者名
      S. Yagihara
    • 総ページ数
      443
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 水 - 物質・生命のうつし絵 -

    • URL

      http://www.sp.u-tokai.ac.jp/~ylab/aim_yagihara.htm

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 水構造ダイナミクスの意味と現代科学

    • URL

      https://sites.google.com/view/waterstructures

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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