Elucidation of magnetic particle dynamics for diagnostic and therapeutic applications

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1．磁性ナノ粒子の磁化ダイナミクス解明：立ち上がり時間が10 ns程度のパルス磁界を印加する、磁化ダイナミクスの直接的な計測手法を確立した。ナノ～ミリ秒の広範な時間領域における磁化ダイナミクスの実測に成功した（Intermag 2023）。高速ネール緩和の測定では、従来理論では説明できない結果が得られた。磁気光学効果によるピコ秒オーダーでの磁化測定（応用物理学会 2023年、Phys. Rev. Research 2022）を併用して検証を進める。磁化及び磁化容易軸の各応答を測定し、それらの粒子構造依存を明らかにした（Int. J. Magn. Imag. 2023）。2．磁気粒子イメージング：頭部サイズの交流励磁コイルと検出コイルを組み合わせ、臨床診断で要求される微量の磁性ナノ粒子を検出可能であることを明らかにした（日本磁気学会 2022年、論文投稿中）。高感度磁気センサをアレー化し、頭部サイズの装置でサブpTの検出感度を実現した（AIP Adv. 2023）。ボア径120 mmの人体1/5サイズ実機においては、YBCO高温超電導線材を用いた超電導傾斜磁界コイルに加え、交流励起コイル並びに検出コイルの作製を完了した（日本磁気学会 2022年）。これらのコイルを実装し、設計通りの傾斜磁界、交流励起磁界分布を得ることに成功した（電気学会全国大会 2023年）。3．癌温熱治療：生体環境における磁化応答を考慮した発熱機構を解明するために、マウスに移植した腫瘍に投与した磁性ナノ粒子の磁化ダイナミクス計測システムを構築した（日本磁気学会 2022）。高発熱を示す市販2種の磁性ナノ粒子について発熱量及び発熱効率の磁界強度・周波数依存を定量化した（日本磁気学会 2022年、論文投稿中）。標準的な発熱指標として活用されると期待する。