ECIS法を用いた放射線被曝の実時間連続評価法の開発に関する研究

ECIS法实时连续评价辐射暴露方法的研究

• 批准号: 17659368
• 负责人: 山本 尚武
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17659368/
• 关键词: ECIS method; bioelectrical impedance; cultured cell modeling; micromotion of cultured cell; radiation exposure; X-irradiation; ECIS; 放射線被曝; 培養細胞; 生体インピーダンス; 細胞微細動態; 実時間評価法

本研究の目的は、ECIS(Electrical Cell-substratc Impiedance Sensing)法を用いて培養細胞に対する放射線の影響を実時間、連続的に計測し、新しい観点から本法によって放射線の影響がどのように計測されるか確認する。ことであるが、主な成果は下記の通りである。1 新たに小型の細胞培養関連の器具とアレー型金電極と細胞及びインピーダンス計測制御用パソコンを準備して計測・制御システムを構築した。これにより細胞培養をしながら放射線照射中の細胞-電極系の電気特性を計測し、ナノオーダーでの細胞動態を観測可能なシステムを構築する。2 各種レベルの放射線を連続的および間歇的に細胞に照射して、それらの影響を解析した。培養細胞としては先ずモノレイヤーとして培養し易いBAEC(Bavine Aortic Endothelial Cell)を用いた。被曝の影響は、(1)瞬時直接的影響、(2)短時間的影響-数時間程度、(3)長時間的影響-数日間程度、に分けて計測および観察した。3 それらの結果について細胞-電極系の精密な数学モデルを構築して評価パラメータを用いた検討を行った。特に細胞-細胞間と細胞-電福間距離に対応したパラメータに基づいた解析法を確立した。4 上記の解析を更に発展させて細胞-細胞間および細胞-電極間距離の実寸法の評価法を提案した。5 放射線の培養細胞への影響に関しては、1Gy、10Gy、短期中斯的な影響は見られず、100Gyにおいで明らかな影響が現れた。具体的には、細胞-細胞間距離が増加、細胞-電相聞距離が僅かに減少、実寸では曝射72時間後に細胞-細胞問距離が180nm増加、細胞-電相聞距離が2nm減という結果が得られた。以上の結果を研究発表欄に示すように国際会議や国際的専門雑誌に発表した。

The purpose of this study is to confirm the measurement of radiation effects on cultured cells by ECIS(Electrical Cell-substrate Impiedance Sensing).ことであるが、主な成果は下记の通りである。1. The new instrument for cell culture is the construction of a new type of gold electrode for cell culture and measurement. For this purpose, the measurement of electrical properties of cell-electrode systems under radiation irradiation in cell culture and the construction of possible systems for the measurement of cell dynamics are described. 2. Analysis of the effects of continuous and intermittent radiation on cells. Culture of BAEC(Bavine Aortic Endothelial Cell) The effects of exposure are: (1) instantaneous direct effects;(2) short-term effects-several time degrees;(3) long-term effects-several day degrees; and (4) minute measurements. 3. The results of this study include the construction of precise mathematical models for cell-electrode systems and the evaluation of their applications. The cell-to-cell and cell-to-cell distance analysis method was established. 4 The above analysis will be further developed and an evaluation method of the practical method of cell-cell and cell-electrode distance will be proposed. 5. The effects of radiation on cultured cells were related to 1Gy, 10Gy and short-term effects. The effects of radiation on cultured cells were related to 1Gy and 100Gy. The specific results were: cell-cell distance increased, cell-electric phase distance decreased, cell-cell distance increased by 180nm after 72 hours of exposure, cell-electric phase distance decreased by 2 nm. The results of the above research are presented in the International Conference and the International Forum.

项目成果

Quantitative Evaluation of Micro-motion of Vascular Endothelial Cells in Electrical Cell-substrate Impedance Sensing ECIS Method Using a Precision Mathematical Model

使用精密数学模型对细胞-基底阻抗传感 ECIS 方法中血管内皮细胞的微运动进行定量评估

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceeding of International 2006 Conference on Microtechnologies in Medicine and Biology WA5
• 作者: Imura M;Yamazaki K;Onimaru R;et al.;N.Goda;Noriko Goda;Noriko Goda
• 通讯作者: Noriko Goda

Construction of Mathematical Model Describing Some Kind of Cell Electrical Impedance for Electrode System in ECIS Method and Its Application for Real Time Analysis of Effect for Radiation Exposure

ECIS法中电极系统某种细胞电阻抗数学模型的构建及其在辐射照射效应实时分析中的应用

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of International Federation for Medical and Biological Engineering Vol.12 4B1-04
• 作者: Yamamoto Y;Goda N;Nakamura T;Maruyama T;Kusuhara T;Shimizu J;Mohri S;Kataoka N;Kajiya F
• 通讯作者: Kajiya F

Analysis of Effect for Radiation Exposure on Cultured Cells Using Electrical Cell-substrate Impedance Sensing (ECIS) Method

使用细胞-基底阻抗传感 (ECIS) 方法分析辐射暴露对培养细胞的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Biocybernetics and Biomedical Engineering 27
• 作者: Imura M;Yamazaki K;Onimaru R;et al.;N.Goda
• 通讯作者: N.Goda

Quantitative evaluation of micromotion of cultured cells using electrical cell-substrate impedance sensing (ECIS) method-cell-to-cell distance and cell-to-substrate distance-

使用细胞-基底阻抗传感（ECIS）方法定量评估培养细胞的微运动-细胞间距离和细胞-基底距离-

• 发表时间: 2007
• 期刊: Bulletin of Faculty of Health Sciences Okayama University Medical School 17
• 作者: Imura M;Yamazaki K;Onimaru R;et al.;N.Goda;Noriko Goda
• 通讯作者: Noriko Goda

Quantitative Evaluation of Effect for Radiation Exposure to Cultured Cells Using Electrical Cell-substrate Impedance Sensing ECIS Method

使用细胞-基底阻抗传感 ECIS 方法定量评估辐射暴露对培养细胞的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: IFMBE Proceedings volume World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering 14
• 作者: Imura M;Yamazaki K;Onimaru R;et al.;N.Goda;Noriko Goda;Noriko Goda;Y Yamamoto
• 通讯作者: Y Yamamoto