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2014 年度 実績報告書

皮膚疾患判定を格段に進展させるESRイメージング法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 25282124
研究機関弘前大学

研究代表者

中川 公一  弘前大学, 保健学研究科, 教授 (00244393)

研究分担者 澤村 大輔  弘前大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60196334)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード生体計測 / 生体情報 / 皮膚科学 / 電子スピン共鳴 / イメージング / ESR / 皮膚構造 / スピンプローブ
研究実績の概要

初年度に実験してきた1次元ESRイメージングとスペクトル-空間の2次元的ESRイメージングに加え、2次元ESRイメージング測定に向けた研究を行った。新たに、2次元用ESRイメージングの電源を購入し、装置の改良とアップデートを行った。これと並行して、新規皮膚用表面検出器の開発も行った。検出器のピンホールから漏れるマイクロ波を利用し皮膚表面の測定を行うものである。皮膚用表面検出器の感度の向上に向けた取り組みとデザインを試みた。具体例としては、マイクロ波のカップリング向上、金属表面の加工処理、内面メッキなどである。表面検出器で脂溶性のスピンプローブ(5-doxylstearic acid, 5-DSA))の水溶液の濃度を変えて、キャピラリー管に入れたもので測定し、検出器の表面での感度を検証した。その結果、検出器のピンホールの中心では、信号が外殻より強く出る傾向にあることが分かった。また、ピンホールから出るマイクロ波は、検出器から離れるに従い極端に弱くなることが確かめられた。
さらに、測定実験と測定データ処理の効率化に向けた取り組みを行っている。ESR装置本体からのスペクトルデータの取り込みと磁場勾配用電源のPC制御を試みている。得られたスペクトルデータをMatLabソフトを用い画像化にするデータ処理を行っている段階である。これらの結果の一部は、国内の学会発表に加え、7月中旬にアメリカのラスベガスで開催されたコスメトロジーの学会の招待講演で発表した。

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

皮膚ESR計測と画像関連の研究での主な理由は、以下の通りである。
・研究計画を達成する模擬試料の二次元画像化を行い解析することができた。
・ESRイメージング測定による画像データが、フリーラジカル関連のジャーナルに審査の上で論文が印刷中である。
以上のことから、順調の進展と判断した。

今後の研究の推進方策

これまでのESRイメージングによる模擬試料の計測と画像化で、おおよその年度目標は達成できた。今年度は、いろいろな皮膚試料のイメージング測定を行い、実験データの効率的処理と画像解析の精度の向上を目指す予定である。今後の研究方針としては、
(1) イメージングの測定精度の向上をはかる。
(2) スペクトルデータの画像化の技術向上と画像の解像度を上げるよう試みる。
また、これまでの結果を踏まえ、より多くの皮膚試料を測定し、高次元ESRイメージングの皮膚計測の応用性を高めるよう努める。

次年度使用額が生じた理由

当初計画していた磁場勾配用電源の規格に相当する市販のバイポーラ電源が見当たらず、実験計画に比較的近い磁場勾配用バイポーラ電源にした。また、研究成果の学会発表などは格安航空券を極力使用したためである。

次年度使用額の使用計画

新たに購入した磁場勾配用電源で実験を適切に行い、得られた研究成果は速やかに国内外の学会で発表する予定である。また、できるだけ早い時期に得られた研究成果を国内外の学術誌に投稿する予定である。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Heavy-ion induced sucrose radicals investigated using EPR and UV spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa, Y. Karakirova, N. D. Yordanov
    • 雑誌名

      J. Radiation Research

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1093/jrr/rru108

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of radical locations in various sesame seeds by CW EPR and 9 GHz EPR imaging2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa and H. Hara
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 49 ページ: 1-6

    • DOI

      10.3109/10715762.2014.967691

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In Vivo Oxygen Imaging Workshop 2014参加報告2014

    • 著者名/発表者名
      中川公一
    • 雑誌名

      電子スピンサイエンス

      巻: 12 ページ: 113-114

  • [学会発表] Effects of 0.10-10 Gy X-ray Irradiation on Eggshell Radical Production2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa
    • 学会等名
      The 9th Asia Pacific EPR/ESR Symposium (APES2014)
    • 発表場所
      Nara Culture Center, Nara city, Nara, Japan
    • 年月日
      2014-11-11 – 2014-11-15
  • [学会発表] EPR Spin Probe Investigation of Surface Structure Analyses of Skin2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa
    • 学会等名
      The 9th Asia Pacific EPR/ESR Symposium (APES2014)
    • 発表場所
      Nara Culture Center, Nara city, Nara, Japan
    • 年月日
      2014-11-11 – 2014-11-15
  • [学会発表] 電子スピン共鳴(ESR)法による皮膚乾癬の研究2014

    • 著者名/発表者名
      中川公一, 皆川智子, 澤村大輔
    • 学会等名
      第78回日本皮膚科学会東部支部学術大会
    • 発表場所
      ホテル青森(青森県、青森市)
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-05
  • [学会発表] 電子スピン共鳴(ESR)法を用いた乾癬の角層構造の薬効に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      川村優太、中川公一、皆川智子、澤村大輔
    • 学会等名
      第78回日本皮膚科学会東部支部学術大会
    • 発表場所
      ホテル青森(青森県、青森市)
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-05
  • [学会発表] 低線量X-線照射で生ずるスクロースラジカルのESR法の研究2014

    • 著者名/発表者名
      中川公一, 佐藤 譲, 小武海 拳
    • 学会等名
      平成26年度 化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      山形大学工学部(山形県、米沢市)
    • 年月日
      2014-09-19 – 2014-09-20
  • [学会発表] ESR-スピンプローブ法による皮膚角層の構造に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      中川公一, 皆川智子, 澤村大輔
    • 学会等名
      日本油化学会第53回年会
    • 発表場所
      ロイトン札幌(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-11
  • [学会発表] EPR Imaging determines locations of radical species in black pepper seeds2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa and B. Epel
    • 学会等名
      1st Asian Conference on Oleo Science
    • 発表場所
      Royton Sapporo, Sapporo city, Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] Detection and Analyses of Structural Changes of Various Stratum Corneum2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa
    • 学会等名
      The 3rd International Conference and Exhibition on Cosmetology & Trichology
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Electron Paramagnetic Resonance (EPR) Investigation of Skin Structure of Psoriasis Vulgaris2014

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Nakagawa, Satoko Minakawa, and Daisuke Sawamura
    • 学会等名
      The 3rd International Conference and Exhibition on Cosmetology & Trichology
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-23
  • [学会発表] Effects of Low Dose X-ray Irradiation (0.10-10 Gy) of Eggshells on Radical Production2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa
    • 学会等名
      The 2nd Awaji International Workshop on Electron Spin Science and Technology: Biological and Material Science oriented Application (2nd AWEST 2014)
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji Island, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-17
  • [学会発表] EPR Spin Probe Investigation of Skin Structure2014

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Nakagawa, Satoko Minakawa, and Daisuke Sawamura
    • 学会等名
      The 2nd Awaji International Workshop on Electron Spin Science and Technology: Biological and Material Science oriented Application (2nd AWEST 2014)
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji Island, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-17
  • [学会発表] 角層細胞間脂質モデルの構造と特性2014

    • 著者名/発表者名
      箱田優也, 田中佳祐, 油井研一, 酒井健一, 酒井秀樹, 阿部正彦, 橋本悟, 中川公一, 坂本一民
    • 学会等名
      第39回日本香粧品学会
    • 発表場所
      有楽町朝日ホール(東京都、千代田区)
    • 年月日
      2014-06-05 – 2014-06-06
  • [学会発表] 9 GHz ESR法による皮膚疾患と皮膚の構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      中川公一
    • 学会等名
      第74回分析化学討論会
    • 発表場所
      日本大学工学部(福島県、郡山市)
    • 年月日
      2014-05-24 – 2014-05-25
  • [備考] 中川リサーチグループ

    • URL

      http://www.hs.hirosaki-u.ac.jp/~nakagawa/

  • [備考] researchmap (JST)

    • URL

      http://researchmap.jp/read0186203/

  • [備考] 弘前大学大学院保健学研究科

    • URL

      http://www.hs.hirosaki-u.ac.jp/kouhou/hokengaku/cms/index.cgi/kenkyu/r_housha/185

  • [備考] Kouichi Nakagawa (Google scholar)

    • URL

      http://scholar.google.co.jp/citations?user=wqcm6r8AAAAJ&hl=ja

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公開日: 2016-06-01  

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