| 研究課題/領域番号 |
17500307
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
医用生体工学・生体材料学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
岡部 弘高 九州大学, 大学院工学研究院, 助教授 (90221142)
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| 研究分担者 |
猪本 修 九州大学, 大学院システム生命科学府, 特任助教授 (50332250)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
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| キーワード | マイクロ波 / バイオフォトン / 非熱的効果 / アズキ / 極微弱生化学発光 / 生体 / 光電子増倍管 / 活性酸素 |
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| 研究概要 |
マイクロ波を照射しながら生体からの極微弱生化学発光(単一光子現象として観測されるほど微弱なのでバイオフォトンと呼ばれる)を測定するため、マイクロ波を試料近傍に閉じこめつつ光を観測するためのアプリケータを製作した。そして、我々の標準試料であるアズキの芽生えを用いた基礎実験においてマイクロ波の照射によって放出されるフォトンの強度が増加するということがわかった。このことから、マイクロ波による抗酸化活性測定が可能であることが示された。マイクロ波の生体への影響は加熱効果が主であると考えられるので、加熱効果を調べるため、ヒーターによって温度変化を制御し、フォトン放射がどのように変わるかを調べた。その結果、加熱速度を変化させた実験では加熱速度が速いほど、フォトンカウントの増加速度、最大値が大きく、フォトン増加に関して次の3つの可能性が考えられた。第一に生体の活性化に伴い呼吸量が増加したこと。第二に温度上昇により傷害が生じたこと。第三に熱ショックタンパク質(HSP)が合成されたことである。いずれの場合にも生体内活性酸素やラジカル濃度が上昇し、フォトンが増加する原因となった可能性がある。またフォトンの増加に関しては昇温速度が速いほど同じ温度でもフォトンカウントが大きいので、時間の経過とともに温度適応し傷害の進行が止まった、HSPが蓄積されHSPの合成が停止した等が可能性として考えられた。そこで温度変化をステップ関数的にした結果、最初に曝す温度が高いほどその間のフォトンカウントが大きく、また更に温度を上昇させた時のフォトンカウントの最大値が小さくなる傾向が見られた。これは、より高い温度に慣らされた植物の獲得熱耐性が大きくなり、熱ショックによる活性酸素等の傷害が抑えられるということである。このことから、バイオフォトンの放出には抗酸化酵素の活性低下による活性酸素濃度の上昇などの熱による傷害が重要な要因であることを示しており、マイクロ波による抗酸化活性測定を行う場合には加熱効果を考慮する必要があるという結論を得た。
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