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Development of a portable digital EPR imaging system for biological applications

开发用于生物应用的便携式数字 EPR 成像系统

基本信息

批准号：
21H01341
负责人：
赤羽英夫
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

今年度は、デジタルEPR分光技術を駆使した操作性に優れたコンソールとEPR用マグネットの開発を進めた。測定対象であるマウスなどの小動物の動きにより、小動物を挿入した共振器において反射波が発生し、受信部を飽和させる問題がある。この現象を軽減するために、コンソールに反射波抑制制御機構を実装している。この自動制御の安定動作には、反射波の位相調整が必要であり、これまで手動で入力していた。反射波抑制制御で用いられる制御信号は、コンソールにおいてAD変換された反射波から位相シフトを行い生成される。そこで、反射波の位相シフトを最適化する方法として、２段階の方法を提案した。まず送信波のRF周波数を一定に増加させるとともに、受信した反射波の位相シフトを増加させ、反射波抑制制御が動作する周波数と反射波の位相シフト値を同時に粗く探索する。次にRF周波数を固定した条件下で反射波の位相シフト値をEPRスペクトル取得毎に変調し、その時の反射波の値が少なくなるように位相シフト値へフィードバックする方法を採用した。その結果、テスト試料を用いたEPR計測において、自動調整による位相シフト値の最適化が可能となった。また、RF周波数が変動した場合に位相シフト値も変動することを確認した。EPRイメージング用のマグネットについては、ネオジウム磁石片の配置方法を変更することで、均質な磁場の領域を広げることが可能となった。具体的には、正方形を多数のより小さい正方形にで分割し、その頂点に磁石片を配置することで平面に均等に磁石片を並べる方法から、六面体を多数の正三角形で分割した頂点に磁石片を配置する方法に変更した。また、外側に配置している磁石片の長さを変更することにより、EPRマグネット中央に均質な磁場領域が拡大することを磁場シミュレーションにより検証し、実際にその構造を有するEPR用マグネットの試作を進めた。

This year, the EPR spectroscopy technology has been developed to improve its operability. There are many problems such as the movement of small animals in the measurement object, the reflection of waves when small animals enter the resonator, and the saturation of the receiving part. This phenomenon is reduced and the reflected wave suppression mechanism is installed. The automatic control of the stable action, reflected wave phase adjustment is necessary, this is also necessary to manually enter the force Reflected wave suppression is used to suppress signal generation. A method for optimizing the phase of reflected waves is proposed. The frequency of the transmitted wave is increased, the phase of the received wave is increased, and the frequency of the reflected wave is suppressed. Under the condition that the RF frequency is fixed, the phase value of the reflected wave is obtained by EPR, and the phase value of the reflected wave is reduced. The results, sample sizes and parameters are measured using EPR and automatically adjusted to optimize the phase. The frequency of the RF signal is determined. EPR is used for the production of magnets, and the distribution of magnetic fields is possible. In particular, the method of dividing a square into a plurality of square segments and arranging a magnet segment at the vertex of the square segment into a plurality of square segments and arranging a magnet segment at the vertex of the square segment into a plurality of square segments and arranging a magnet segment at the vertex of the square segment is improved. The length of the magnet plate is changed from the outer side to the inner side, and the magnetic field is changed from the inner side to the outer side.

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

卓上型EPRイメージング装置によるマウス胸腹部の三次元画像

使用桌面 EPR 成像设备拍摄小鼠胸部和腹部的三维图像

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
江本美穂;赤羽英夫;藤井博匡
通讯作者：
藤井博匡

Three-dimensional electron paramagnetic resonance imaging of mice using ascorbic acid sensitive nitroxide imaging probes

使用抗坏血酸敏感硝基氧成像探针对小鼠进行三维电子顺磁共振成像

DOI：
10.1080/10715762.2021.1991918
发表时间：
2021
期刊：
Free Radical Research
影响因子：
3.3
作者：
Sato-Akaba Hideo;Emoto Miho C.;Yamada Ken-ichi;Koshino Hisashi;Fujii Hirotada G.
通讯作者：
Fujii Hirotada G.

新しい可搬型EPRI装置を用いた腫瘍内レドックスイメージングによる放射線治療応答の非侵襲的解析

使用新型便携式 EPRI 设备通过瘤内氧化还原成像对放射治疗反应进行无创分析