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液体中の生体物質の粒子線照射反応ダイナミクスとその防護機構に関する研究

液体中生物材料粒子束辐照反应动力学及其防护机制研究

基本信息

批准号：
17J06392
负责人：
野村真史
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J06392/
关键词：
高速重イオン放射線分解生体分子液体環境

项目摘要

本年度の研究目的である「生体分子の放射線損傷における液体の水分子の役割」を解明するために以下の研究を実施した。生体分子として構造の異なる3種類のアミノ酸（グリシン、プロリン、ヒドロキシプロリン）を用いて、水溶液と気相の生体分子の照射実験との比較から、生体分子の損傷は、生体分子の周囲に存在する水分子によって抑制されることを明らかにした。水溶液と気相のアミノ酸分子への照射実験から、水溶液と気相で共通する結果として、高速重イオン照射したアミノ酸分子の解離は、アミノ酸分子内のC-Cα結合が最も切断されやすいことが分かった。気相標的の場合は、解離していない分子イオンの強度に比べて分解片の強度が高いことが分かった。一方、水溶液標的の場合は、原子状分解片が観測されなかった。1つのアミノ酸分子に付与されるエネルギー量をCore-and-Bondモデルを用いて計算すると、分子の分解度合いと1分子に付与されたエネルギー付与量には相関があることが分かった。気相標的の照射実験における分子の分解度合いとアミノ酸1分子に付与されたエネルギー付与量との関係を用いて、水溶液中でアミノ酸1分子に付与されたエネルギー付与量を求めた結果、気相の場合に比べておよそ半分に減少することが分かった。つまり、液体環境においては生体分子の解離が抑制されることが明らかになった。損傷の抑制の要因として、生体分子の周辺に存在する水分子へのエネルギー分散であると推定し、水溶液中でアミノ酸1分子に付与されたエネルギー付与量の値とアミノ酸分子への水分子の配位数から水1分子に分散したエネルギー量を算出すると、およそ6.5 eVとなった。研究の技術面での進展を図るために実験装置の改良に取り組み、液体の照射実験を行う真空散乱槽の真空度を良くするために、クライオポンプを自ら設計し従来の真空度に比べておよそ2桁向上させることに成功した。

This year's research goal is "radiation damage of living molecules and water molecules in liquids". The structure of biological molecules is different from that of three kinds of acids (such as acid, phosphorus and phosphorus). The irradiation of biological molecules in aqueous solution and gaseous phase is different from that of biological molecules. The damage of biological molecules and the inhibition of water molecules are different. The irradiation of aqueous solution and gaseous phase with acid molecules results in the dissociation of acid molecules at high speed and the separation of C-Cα bonds in acid molecules. In the case of phase separation, the intensity of molecular separation is higher than that of decomposition. In case of a square or aqueous solution standard, atomic decomposition tablets are tested. 1. Core-and-Bond calculation of molecular weight and molecular decomposition The relationship between the amount and the decomposition degree of the molecule in the irradiation phase and the amount of the molecule in the aqueous solution is determined. The dissociation of biological molecules is inhibited by the presence of a liquid environment. The main cause of damage inhibition is the dispersion of water molecules in the periphery of biological molecules. The coordination number of water molecules in aqueous solutions is calculated by the dispersion of water molecules. The dispersion of water molecules in aqueous solutions is calculated by 6.5 eV. As the technical aspects of the research progress, the improvement of the equipment, the irradiation of the liquid, the improvement of the vacuum level of the vacuum scattering tank, and the self-designed vacuum level of the equipment are all successful, which is comparable to the previous vacuum level of only four times that of the two beams.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

水溶液中の生体分子の高速重イオン放射線分解における水分子の抑制効果

水分子对水溶液中生物分子快速重离子辐解的抑制作用

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nomura Shinji;Tsuchida Hidetsugu;Kajiwara Akihiro;Yoshida Shintaro;Majima Takuya;Saito Manabu;土田秀次;梶原彰弘;野村真史
通讯作者：
野村真史

Fast ion-induced dissociation of biomolecules in liquid water environments

液态水环境中生物分子的快速离子诱导解离

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Nomura;H. Tsuchida;A. Kajiwara;T. Majima;and M. Saito
通讯作者：
and M. Saito

高速重イオン照射による液体内生体分子の分解

高速重离子照射分解液体中的生物分子

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
平井愛;堀家匠平;小柴康子;森本勝大;石田謙司;土田秀次，野村真史，梶原章弘，間嶋拓也，斉藤学
通讯作者：
土田秀次，野村真史，梶原章弘，間嶋拓也，斉藤学

水溶液中の生体分子の高速重イオン放射線分解における水分子による抑制効果

水分子对水溶液中生物分子快速重离子辐解的抑制作用

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nomura Shinji;Tsuchida Hidetsugu;Kajiwara Akihiro;Yoshida Shintaro;Majima Takuya;Saito Manabu;土田秀次;梶原彰弘;野村真史;野村真史
通讯作者：
野村真史

高速重イオン衝突によるアミノ酸分子分解への水環境の効果

水环境对高速重离子碰撞分解氨基酸分子的影响