| 研究課題/領域番号 |
19K12796
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 |
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研究代表者 |
池畑 政輝 公益財団法人鉄道総合技術研究所, 人間科学研究部, 上席研究員GL (40426143)
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| 研究分担者 |
鈴木 敬久 東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (30336515)
立松 芳典 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (50261756)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | テラヘルツ波 / 生体作用 / 遺伝子変異 / 電磁界ばく露 / 開放導波路 / Escherichia coli / ヒト3次元再構築皮膚モデル / THz波 / 生態電磁環境 / 電波の生体作用 / 熱作用 / ばく露評価 / 開放型導波路 / 生体電磁環境 / ばくろ評価 / テラヘルツ / 高エネルギーパルス / 非熱作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究はテラヘルツ(THz)帯電磁波に関し、生体への作用の探索とその活用を大目的とし、0.1-0.3THz程度の周波数範囲について，これまでに例のない高電力密度のばく露（数十から数百W/cm2）を用い、非熱的～熱的な高エネルギーを付与する条件における細胞の活性や遺伝子の変化（遺伝子変異）を検出しやすい微生物（細菌、酵母等）を用い、非熱的ばく露によるこれまで未知の作用の有無や、熱的ばく露の作用の程度を把握する。
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| 研究成果の概要 |
室温での高電力密度（0.16THz，1.2kW発振）のTHz帯電磁波のばく露による生物試料への影響について，大腸菌とヒト3次元組織モデルを用いて連続波およびパルス波によりばく露実験を行った。その結果，温度上昇に伴う大腸菌およびヒト3次元組織モデルに関して，致死とその閾値に関しての知見を得た。さらに，大腸菌において，熱による致死閾値およびそれ以下の強度のばく露条件では，遺伝子上の突然変異（点変異）が増加しないことを見出した。これらの結果からTHz帯電磁波ばく露により熱が生じるばく露条件では熱作用が主な生物作用の要因であることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで細胞での研究例がない高電力密度（0.16THz, 1.2kW発振）を出力可能なジャイロトロンでの生物試料ばく露装置を構築し、電力を制御し、再現性の高いばく露実験が可能であることを示すとともに、生物への作用として、熱による細胞死の閾値と、遺伝子変異（点突然変異）がどのようなばく露電力密度でも生じないことから、生物試料へのTHz波の吸収による熱作用が主であることを示した。これらは、今後、超高強度極短時間パルスによる非熱的作用を検討する基礎的な知見であるとともに、社会的にTHz波が健康に対する未知の影響を持たないことを示し、今後の活用を円滑にする根拠の一つとなると考えられる。
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