• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実施状況報告書

次世代診断技術の実用化を目指した磁性ナノ粒子の磁化ダイナミクスモデル構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K14693
研究機関静岡大学

研究代表者

大多 哲史  静岡大学, 工学部, 助教 (30774749)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード磁性ナノ粒子 / 磁気緩和 / 磁気粒子イメージング
研究実績の概要

磁気粒子イメージング(Magnetic particle imaging: MPI)とは、体内における磁性ナノ粒子のモニタリングを可能とするため、次世代の画像診断技術として期待されている。MPIは磁気共鳴画像法(MRI)よりも高感度で陽電子断層撮影法(PET)よりも高解像度であり、さらに高速撮影が可能であるという点で画期的である。MPIにおける画像解像度や感度の向上策の一つとして、比較的低磁場でも高い信号強度を示すような、磁性ナノ粒子の磁化特性に関わる改善が挙げられる。MPIでは高調波信号を計測することで、粒子の位置検出や画像再構成を行っている。本研究では、高調波信号強度の向上を目指した粒径等の粒子パラメータを設計するために、磁性ナノ粒子の磁気緩和機構の解明を目的とした。以下に2018年度に実施した研究及び得られた成果を示す。
(1)磁気粒子イメージングにおいて、有効とされるマルチコア構造の粒子実効的パラメータを数値シミュレーションと実測のフィッティングにより解明した。
(2)単一粒子の磁化、及び容易軸の磁場に対する応答を数値シミュレーションにより観測して、コア粒径と異方性の磁化ダイナミクスに対する依存性を示した。従来の磁化曲線では、平均的な磁気特性の観測に留まっていたが、単一粒子に注目することで、特に液体中において、異方性が増加することによる容易軸回転の磁化回転への追随が、磁化増加に起因していることを解明した。
(3)鎖状構造を持つ粒子は、双極子相互作用によって実効的に一軸異方性が増加し、液体状態において、大きな高調波強度を示すことを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り、磁性ナノ粒子の交流磁化曲線の実測を基盤とした計測と数値シミュレーションを並行で行った。粒子パラメータの磁化ダイナミクスへの依存性を解明することで、磁気粒子イメージングの発展に有効な粒子パラメータを解明したため。

今後の研究の推進方策

研究期間最終年度に当たる2019年度は、生体内を模擬した試料を計測することで、実用に即した状態での磁性ナノ粒子の磁化特性計測を行う。また数値シミュレーションによるフィッティングを行うことで、実測に基づいた粒子パラメータの解析を引き続き行う。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 11件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dynamics of Magnetization and Easy Axis of Individual Ferromagnetic Nanoparticle Subject to Anisotropy and Thermal Fluctuations2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ota, Yasushi Takemura
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 43 ページ: 34~41

    • DOI

      10.3379/msjmag.1903R005

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High intrinsic loss power of multicore magnetic nanoparticles with blood-pooling property for hyperthermia2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimoto Kizuku、Ota Satoshi、Shi Guannan、Takeda Ryoji、Trisnanto Suko Bagus、Yamada Tsutomu、Takemura Yasushi
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 9 ページ: 035347

    • DOI

      10.1063/1.5079875

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic magnetic characterization and magnetic particle imaging enhancement of magnetic-gold core?shell nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Asahi Tomitaka, Satoshi Ota, Kizuku Nishimoto, Hamed Arami, Yasushi Takemura, Madhavan Nair
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 11 ページ: 6489~6496

    • DOI

      10.1039/C9NR00242A

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of size and anisotropy of magnetic nanoparticles associated with dynamics of easy axis for magnetic particle imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ota, Yuki Matsugi, Takeru Nakamura, Ryoji Takeda, Yasushi Takemura, Ichiro Kato, Satoshi Nohara, Teruyoshi Sasayama, Takashi Yoshida, Keiji Enpuku
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 474 ページ: 311~318

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2018.11.043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced specific loss power from Resovist? achieved by aligning magnetic easy axes of nanoparticles for hyperthermia2019

    • 著者名/発表者名
      Guannan Shi, Ryoji Takeda, Suko Bagus Trisnanto, Tsutomu Yamada, Satoshi Ota, Yasushi Takemura
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 473 ページ: 148~154

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2018.10.070

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-step relaxation process of colloidal magnetic nanoclusters under pulsed fields2018

    • 著者名/発表者名
      Suko Bagus Trisnanto, Satoshi Ota, Yasushi Takemura
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 11 ページ: 075001~075001

    • DOI

      10.7567/APEX.11.075001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Core and hydrodynamic sizes dependence of harmonic signal in blood-pooling magnetic nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ota, Yu Ichikawa, Ichiro Kato, Satoshi Nohara, and Yasushi Takemura
    • 学会等名
      9th International Workshop on Magnetic Particle Imaging IWMPI 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁性ナノ粒子の磁化ダイナミクスと診断治療応用2019

    • 著者名/発表者名
      大多哲史、竹村泰司
    • 学会等名
      平成31年電気学会全国大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Functionalized magnetic nanoparticles for biomedical application2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ota
    • 学会等名
      International conclave for the Advancements in Bio, Chemical & Pharmaceutical Technologies Bioflair 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] がん治療診断,再生医療に向けた磁性ナノ粒子の応用2019

    • 著者名/発表者名
      大多哲史
    • 学会等名
      日本材料学会 第52 回生体・医療材料部門委員会
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of particle structure and hydrodynamic size of blood-pooling magnetic nanoparticles on harmonic signal intensity in magnetic particle imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Ichikawa, Satoshi Ota, Yasushi Takemura
    • 学会等名
      Joint MMM-Intermag Conference (Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM) and IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG))
    • 国際学会
  • [学会発表] High intrinsic loss power of multi-core magnetic nanoparticles with long blood-pooling property for hyperthermia2019

    • 著者名/発表者名
      Kizuku Nishimoto, Suko Bagus Trisnanto, Tsutomu Yamada, Satoshi Ota, Yasushi Takemura
    • 学会等名
      Joint MMM-Intermag Conference (Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM) and IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG))
    • 国際学会
  • [学会発表] High biocompatibility and specific loss power of magnetic nanoparticles for hyperthermia2019

    • 著者名/発表者名
      Guannan Shi, Suko Bagus Trisnanto, Tsutomu Yamada, Satoshi Ota, Yasushi Takemura
    • 学会等名
      Joint MMM-Intermag Conference (Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM) and IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG))
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis on magnetization dynamics of magnetic nanoparticles for hyperthermia2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ota and Yasushi Takemura
    • 学会等名
      The Third International Workshop on Magnetic Bio-Sensing (IWMBS2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Dependence of harmonic signal intensity in magnetic particle imaging on particle size2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Ichikawa, Tsutomu Yamada, Satoshi Ota, Yasushi Takemura
    • 学会等名
      The Third International Workshop on Magnetic Bio-Sensing (IWMBS2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Specific loss power of biocompatible magnetic nanoparticles for hyperthermia2018

    • 著者名/発表者名
      ]Guannan Shi, Suko Bagus Trisnanto, Tsutomu Yamada, Satoshi Ota, Yasushi Takemura
    • 学会等名
      The Third International Workshop on Magnetic Bio-Sensing (IWMBS2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 土中水分量広範囲計測に向けた精密時間同期が不要なインピーダンス計測に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      峰松 泰浩, 山本 将也, 大多 哲史, 平野 陽豊, 小松 満, 二川 雅登
    • 学会等名
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • [学会発表] 感応膜ドリフト抑制に向けたトストライプゲート型半導体pHセンサの開発2018

    • 著者名/発表者名
      上村 渓介, 大石 竜太, 大多 哲史, 平野 陽豊, 二川 雅登
    • 学会等名
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • [学会発表] 液中磁性ナノ粒子の磁化・容易軸ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      大多哲史, トリスナント・スコバグース, 竹村泰司
    • 学会等名
      第42回日本磁気学会学術講演会
  • [学会発表] Resovistの磁化容易軸配向によるSLP向上2018

    • 著者名/発表者名
      史冠男, 竹田遼二, 西本築, トリスナント・スコバグース, 山田努, 大多哲史, 竹村泰司
    • 学会等名
      第42回日本磁気学会学術講演会
  • [学会発表] Evaluation of harmonic magnetization properties of clinical magnetic nanoparticles for magnetic particle imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yoshida, Satoshi Ota, Takuru Nakamura, Ryoji Takeda, Yasushi Takemura, Ichiro Kato, Satoshi Nohara, and Keiji Enpuku
    • 学会等名
      第42回 日本磁気学会学術講演会
  • [学会発表] 実測に基づいた磁性ナノ粒子の磁化・容易軸ダイナミクスの解析2018

    • 著者名/発表者名
      大多哲史, 竹村泰司
    • 学会等名
      マグネティックス研究会「ナノスケール構造磁性体,永久磁石,磁性材料,磁気応用一般」
  • [学会発表] 長期pH 計測に向けたストライプゲート型pH センサの提案2018

    • 著者名/発表者名
      上村渓介,大石竜太,大多哲史,平野陽豊,二川雅登
    • 学会等名
      平成30年度E部門総合研究会(電気学会)
  • [学会発表] Magnetic Hyperthermia using Magnetic Nanoparticles -for Maximizing Temperature Rise-2018

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Takemura,Satoshi Ota
    • 学会等名
      5th International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (IcAUMS 2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enhanced specific loss power from Resovist achieved by aligning magnetic easy axes of nanoparticles for hyperthermia2018

    • 著者名/発表者名
      Guannan Shi,Ryoji Takeda,Kizuku Nishimoto,Suko Bagus Trisnanto,Tsutomu Yamada,Satoshi Ota,Yasushi Takemura
    • 学会等名
      12th International Conference on the Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of size and anisotropy of magnetic nanoparticles associated with dynamics of easy axis for magnetic particle imaging2018

    • 著者名/発表者名
      ]Satoshi Ota,Yuki Matsugi,Takeru Nakamura,Ryoji Takeda,Yasushi Takemura,Ichiro Kato,Satoshi Nohara,Teruyoshi Sasayama,Takashi Yoshida,Keiji Enpuku
    • 学会等名
      12th International Conference on the Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers
    • 国際学会
  • [備考] 静岡大学大多研究室ホームページ

    • URL

      https://wwp.shizuoka.ac.jp/eng-e-otalab/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi