強磁場下の生体高分子の動的挙動の研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01460042
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山岸 昭雄 大阪大学, 極限物質研究センター, 助教授 (10006273)
• 研究分担者: 堀 秀信 大阪大学, 理学部, 助教授 (20028244) ; 伊達 宗行 大阪大学, 理学部, 教授 (80028076)
• キーワード: 強磁場 / 生体組織 / 生体分子 / 磁場配向 / フィブリン / 生体磁場効果 / オ-ダ-パラメ-タ / 血液

研究概要

生体への磁場効果は古くから研究されている割には不明確な報告が多く、物理的に理解できる現象は数少ないように見える。我々は明確な磁場効果を観測することにより複雑な生体ー磁場の関係を探るという目的で、物理的に理解できる現象として生体物質の磁場配向について実験的研究を進めてきた。生体組織のほとんどは反磁性物質であり、その帯磁率は10^<-6>emu/ccと小さくまた分子レベルでの帯磁率異方性も一般に10^<-29>emu/molecule程度で非常に小さい。このような分子レベルでの研究には配向度が磁場強度の2乗に比例するため強磁場を用いるのが有利である。また理論的に磁場配向を解析してみると、生体組織のように多数の異方的反磁性分子がその軸を同一方向に揃えて結合すると大きな帯磁率異方性が得られ1T程度の磁場でも十分に全配向が期待できることが分かった。そこで血漿蛋白の1つであるフィブリノ-ゲンの重合反応で作られるフィブリンファイバ-はフィブリンモノマ-が10^7個程繊維状に結合したものでその磁気的な異方性は大きいと期待されることから、この重合反応を静磁場中(0〜8T)で行わせ、条件を変えながら出来上がったゲルを光学的に、あるいは電子顕微鏡で観測した。その結果次のようなことが明らかになった。
1.8Tの磁場中では完全配向したファイバ-ゲルが得られた。
2.1Tの磁場でも部分的に全配向したゲルが得られ、磁場の影響の及ぶことが確認された。
3.重合時間約40分のうち初期の5〜10分間が配向にとっては重要でその後の配向度に大きく影響する。
4.3.の初期過程でファイバ-は急速に成長する。
5.磁場中重合したファイバ-の強度には異方性があり、繊維に垂直方向には非常に弱い。

研究成果

• [文献書誌] A.Yamagishi,T.Takeuchi,T.Higashi and M.Date: "Polymerization of biological molecules under high magnetic fields" Physica B. 155. 433-436 (1989)
• [文献書誌] A.Yamagishi,T.Takeuchi,T.Higashi and M.Date: "Diamagnetic orientation of polymerized molecules under high magnetic field" J.Phys.Soc.Japan. 58. 2280-2283 (1989)
• [文献書誌] 伊達宗行: "強磁場と物質科学" 化学と教育. 37. 620-623 (1989)
• [文献書誌] A.Yamagishi,T.Takeuchi,T.Higashi and M.Date: "Magnetic field effect on the polymerization of fibrin fibers" Proceedings of Honda International Symposium(Aug.23-24,Sendai). (1990)
• [文献書誌] A.Yamagishi: "Biological systems in high magnetic fields" Proceedings of the International Conference on Magnetic Phase Transition(Yamada Conference XXV)J.Mag.Mag.Mat.(1990)