2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of non-destructive elemental-analysis technique for biological samples
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18H03471
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
阿保 智 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (60379310)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
若家 冨士男 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60240454)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 元素分析 / 非破壊計測 / イオンビーム分析 / 生体試料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、イオン散乱計測法を基本原理に用いた生体試料の非破壊三次元可視化技術の開発を目的にしている。
2018年度には、5軸ゴニオステージの設計及び作製、検出器の配置を含む真空チャンバーの設計及び作製を行った。
本研究では、軽元素の計測に弾性反跳粒子検出法、重元素の計測にラザフォード後方散乱法を用いる。ラザフォード後方散乱法では、試料に対して垂直にプローブビームを入射することで計測が可能であるが、弾性反跳粒子検出法のためには、試料を大きく傾ける必要がある。超高真空チャンバー内で、ビーム軸や計測器までの粒子の飛行経路を遮ることなく45度まで大きく試料を傾けることが可能、かつ、1マイクロメートル以下の微少量動作制御が可能なゴニオステージは存在しなかったため、5軸(X, Y, Z, Tx, Ty)ゴニオステージの設計及び作製を行った。
真空チャンバーの設計では、入射イオンと検出元素の関係からイオン散乱断面積を求め、三次元可視化の短時間実現と高エネルギー分解能を実現する検出器の配置を決定し、設計及び作製を行った。高エネルギー分解能と高収量を実現するため、エネルギー計測には試料から検出器までの飛行時間を大口径のマイクロチャンネルプレートにより計測することにした。大口径のマイクロチャネルプレートでは、散乱角が大きな拡がりを持つため拡がり角の違いによりエネルギー分解能が低下する。そこで、マイクロチャンネルプレートの角度を変更できる機構も設計し導入した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2018年度に予定していた5軸ゴニオステージ及び真空チャンバーの設計及び作製を完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゴニオステージと真空チャンバーが完成したため、生体試料計測の前にイオン液体を標準試料に用いて、軽元素から重元素までの元素分析が可能であることを示す。同時に、超高真空に導入可能な、生体試料密封試料ホルダの設計及び作製を行う。
以上が完了した後に、実際に試料ホルダに生体試料を封入し、生体試料の三次元可視化を実証する。
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