【技術】日本原研と東北大、大気中で細胞内の元素分布を測定することに成功

　日本原研高崎研究所（数土幸夫所長）と東北大はイオンマイクロビームを使用し、
大気中で細胞内の元素分布を測定することに成功した。従来の方法では真空中に
生体試料を置く必要があったため、細胞内の元素が蒸発するなど正確な状態での
測定が困難だった。今回の技術開発で、細胞への薬剤や汚染物質の取り込み、
新陳代謝など細胞内や細胞間の動きが詳細にとらえることが可能となり、抗がん剤
の効能、細胞の物質取り込みと発病との関係など、医学や生物学に役立つと
考えられ、群馬大医学部でも本年度、この技術を活用した研究に入った。

　微量元素の分析は英オックスフォード大、独ライプチヒ大などでも研究している。
従来、プラズマ発光分析やプラズマ質量分析が用いられてきたが、試料が破壊され
細胞内の元素分布測定は不可能だった。

　イオンビームを一マイクロメートル（一ミリメートルの千分の一）以下の微小サイズに
する技術を持つ同研究所と、イオンを元素に衝突させ、その元素の固有特性を示す
Ｘ線を発生させる「粒子励起分析法」開発を進めてきた東北大は六年前、医学など
にも役立つ細胞の元素分布分析共同研究に着手し、真空と大気の境目に高分子
簿膜を置く技術を開発した。
(中略)
　人間の髪の毛は百マイクロメートルほどだが、細胞は十―百マイクロメートルの
大きさ。今回は二十―三十マイクロメートルの細胞から元素分析を行った。細胞内の
局所的な元素分布を測定した画像には、リンなどがどう分布しているかが鮮明に
映し出されている。
(以上、2002年9月21日の上毛新聞Webより一部引用―全文は引用元を参照)

引用元: http://www.raijin.com/news/fri/news09.htm
日本原研のプレスリリース: http://www.jaeri.go.jp/open/press/2002/020919/

引用元にイオンマイクロビーム装置の写真あり。今日は「ｳﾏｰ系ネタ」が多い模様(w。

2

誰かもっとわかりやすく要約して下さい。

ヽ( ･∀･)ﾉｳﾝｺ-

また東北大か

税金の無駄使いか？

ああ、これはつまりそおいうわけなんだな。
納得した

ああああ超使える

>>1
デカイ機械や。
で。このビームを当てると細胞は死ぬんかな。
生きたままなら凄いと思うが。

ま
た
東
北
大
か
ぁぁぁぁ!!!

っていうか、最近、Ｎ速＋の大学ネタ（不祥事以外）で東北大以外が出てきたことってあるか？

わぁ、すごいね。

お、そろそろザクができそうだな

空中元素固定装置かとオモタ・・・

>>11
http://news2.2ch.net/test/read.cgi/newsplus/1032546045/l50
このスレでは東大が出てる。

　　　　　　　　　　　　　 ヽ ＼
少しは懲りろ！　　　.／　＼ ＼　　／￣￣￣￣￣￣
　 　　　　　∧＿∧／　　　　￣ 　＜　また東北大か！
　　　　　　（；´Д｀）　　　　 i i i　　　 ＼＿＿＿＿＿＿
　　　　　 /　　　 ヽ ＿　　　i i i--､
　　　　 ./|　|　　 | |　　￣￣￣ |:::::|.
　　　　/　＼ヽ／| | 　　　　　　ﾉ__ﾉ..
　　　/　　　＼＼| |
　　 /　/⌒＼ し(メ　　　　.i i i　.　.
　／ ／　　　 >　）　＼　　ﾉﾉﾉ
/　/ 　　　　/ ／　 　 .＼＿　　ｻﾞｯｸｻﾞｯｸ
し'　　　　　（＿つ　　　/:::::/::...　　 /ヽ
　　　　　　　　　　； "ノ・ ./∴: ／ ）i　iヽ-､＿へ　　　　,ﾍ
　　　　　　　　　　'',, : ：―― /　/　i　i　i iヽ .￣ ﾞ― ノ　/
　 　　n_　　　　＿／；　　　 i　　.ノ / /ノ-'￣ ﾞ ― ､__ノ
　　_ノ　二二二､_（ _Д_　;）-ヽ＿ノ-'>>1
　　ﾞー ''~　　　 　　∨￣∨

>>15
サンクス。

最初の方は純粋に、東北大ってスゲー！って思ったけど、
これだけ東北大ネタが続くとさ、実は、Ｎ速＋の記者って全員東北大生なんじゃねぇの？
って気がしてくるんだよね。

東大と東北大以外だって研究はやってるだろからさ。

意味な〜いじゃない〜

東北大の略称は、東大でも北大でもなくトンペー大

>>17
目に付く大学ネタは京大が『女子トイレにカメラ』で
東工大は『火事』（←もうdat落ち）やもんナァ(;´Д`)y─┛~~　

軍事利用出来なきゃね。なんか、・・いまいち・・ロマンがね・・・。

>>17
確かにこのところ特に目立つすね。物性系や分析・測定系あたりは強そう。
# ちなみに私は私大出身。

>>20
東大は反物質とカラスで。

おめーらほんとは全然分かってねーだろ！！







ｵﾚﾓﾅｰ

>>23
カラス忘れてたYO。

米IBMの研究者と東北大が顔文字「:-)」を発明して20周年
http://www.watch.impress.co.jp/internet/www/article/2002/0920/smiley.htm

　
イオンビームをぶち当てて試料から出る光を分析して調べるわけだが。

真空管の中で電子を飛ばすのと同じように、真空にしておかないと
空気の分子にじゃまされてイオンビームが飛ばない。

そこで界面ぎりぎりまで真空を引いておき、出口に小さな窓を開けて
「薄膜」をつける。
この「薄膜」にイオンビームは通して真空には（ある程度）耐える、という
性質をもたせておくと、試料を「薄膜」の外側（大気側）にペタンと貼りつけるだけで
分析ができる、と。
今回はそのための「薄膜」の開発にとりあえず成功した、と。

「薄膜」をつかうｱｲﾁﾞｱは（この業界は知らんが）他業界では禿しくｶﾞｲｼｭﾂ。
おもしろいとは思うけれども、この装置でなければ測れない、ってな
強い需要はあるのかな？

破壊測定にとどまるなら、やっぱ質量分析が最強でしょう。

難しすぎて分からんちん。
それを反映してか、レスも伸びないね。

ニュー速だと、東大京大東北大阪大九大東工大でほぼ９割を占めてるね。

>>27
細胞内の元素の２次元分布の画像化に成功したとも書いてあるけど

基本的に２ちゃんねらは馬鹿なので、もっと突っ込みやすいニュースおながいします

>>17
それもどーかと思うけどさ（w

他の大学よりはがんがってるっつーことなんだろうが……。

　　　　　ま　　　　た　　　　東　　　　北　　　　大　　　　か　　　　。

>>30
そうそう。
前の、東北大関係で、これは冷蔵庫等に転用できるぞ、とかわかりやすい
のなら凄ぇ！！ってのが本当にわかったんだが、これは凄そうなんだが、
どう凄いのかわからん（w
バカーですまんな(;´Д`)

http://www.jaeri.go.jp/open/press/2002/020919/fig05.html
http://www.jaeri.go.jp/open/press/2002/020919/fig06.html
図が載ってたので貼ってみるけど、これがどの程度の功績なのかは俺にはわからんな

>>30
たしかになぁ。。。
分かりにくいことに加えて、
２ちゃんねらも誰も解説してくれてないし。
東大のカラスネタくらい突っ込みどころ満載だと楽しいんだけどなぁ。
と言ってみる。

>>22
慶応？
理系で国立勢に対抗できるのは今は慶応くらいだよね。

電子に比べて、イオンだと何かメリットあんの？

低真空STM−XMAって無いのかな？

EPMAならたまに御世話になりまする。

　
>>29

細胞内の原子や分子をそのまま測る方法は他にもいろいろあって、
顕微鏡を組み合わせた「顕微蛍光法」や、最近では「顕微ラマン法」の感度が上がってきた。

蛍光法：
例えばカルシウムと結合すると蛍光を出しやすくする物質を
細胞に取り込ませておいて、蛍光を出させながら顕微鏡で見れば、
細胞内のカルシウム分布が高感度で見える。

ラマン散乱：
光を物質に当てると散乱のためにほんの少し波長がずれた光が出る。
波長のずれとパターンは物質によって違うので見分けがつく。
ラマンの光は弱いので高感度な測定が必要だが、最近は安物でも高性能化してる。
プロなら自分でつくる。
　
どちらも一応、細胞を生きたまま測れる。
　
こうした先行技術に対してどんな利点があるのか？
この方法ならではの対象があるのか知りたいところだが、書いてないんだよね。

>>38
PFかSpring８に行けば，蛍光X線で簡単に２次元マッピングが得られるしなあ．
PIXYでは収量が少なすぎて分析にめちゃくちゃ時間がかかると言う罠．

最近日本の大学調子いいな。学生頭悪いんじゃなかったのか？

ｊｍｂ

サイボー

>>1
生で調べることができるのね。

細胞が空中に浮くのか？

>>40
大学卒が遊びほうけてバカなだけだよ。

何気に大名古屋さんて博識ね

このスレの状況
全然わかってないバカ・・・32人
的外れに知ったかぶってるバカ・・・6人
中身はわかんないけど凄そうだと思ってるﾔｼ・・・8人

↑
そして、漏れと藻前もそのぜんぜんわかってない馬鹿の一人

↓包茎

TIARAもすごいぞ。
わかる人何人いるかな？
by昔使っていた人。

けっこう２ｃｈねらーって
ばかなのね。
大気中で測る、っということは結構大変なんです。
水素、酸素、窒素が邪魔するし・・・。

今はバカしかいない時間帯でし

応用が利く技術はよいね
東北大がんばってかねたくさんとってくれ

http://www.tohoku.ac.jp/katahira/
みんなで見に逝こう

邪魔するな！

こういう基礎の基礎の基礎みたいな部分を研究してる人って
尊敬するなぁ。頑張って欲しいと思いますた。

何故、顕微ラマンは実用的で顕微ＩＲはダメなのれすか？

あと、超高磁場MRIとかも。

また東北大か。

>>56
ＩＲ（赤外）はラマンと相補的だが、生物が対象となるとﾁﾄ弱い。
一言でいうと、溶媒の水（H2O）分子の赤外吸収が邪魔。

H-O-H変角振動の吸収が1650cm-1（波長約６μm）に強くあり、
細胞内の物質の赤外吸収はほとんど隠されてしまう。

ｶﾞﾑﾊﾞｯﾃ水の吸収を差し引いて測ろうとする試みもあるが、厳密には差し引けない。
水の吸収はそのままにして、反応変化だけを測る方法もあるが、
変化ぶんの差しか測れないし、水の吸収（構造）を保つのは大変で、
とにかく汎用性に欠ける。
　
水溶液試料を赤外で測るのは通好みの巧みの技が必要だよ。

>>59
あ、レスありがとうございます。
水の吸収がどかーんとでるんでしたね。思い出しました。
重水置換したら細胞氏んじゃうし。。

>>38氏のいう「蛍光法」と、>>39氏がつっこみ入れてる「蛍光Ｘ線法」
ぜんぜん別のものだと思われ。。

あんまり内容が理解できないけど、こんな感じだろうか。。
・細胞が生きたまま（二次元以上で）計れる
　蛍光／ラマン／赤外（顕微鏡）＆MRI

・細胞は氏んじゃうけど（二次元以上で）計れる
　二次元蛍光Ｘ線＆ＥＰＭＡ？＆ＰＩＸＥ

・単なる元素組成分析（細胞はバラバラにホモジナイズ・・・）
　ICP(-MS)＆（一次元）蛍光Ｘ線＆AAS

「馬」でないのになぜ「河馬」？
http://nara.cool.ne.jp/mituto

　
MRIで細胞見えんだろ？
分解能不足で。
対象も限られるし。

ええ、だから超高磁場のＭＲＩが、いろいろと試作されてるみたいです。
人間と違って、多少は乱暴に扱ってもよいという発想でしょうが。。

だいたいサブミクロンオーダー（０．１マイクロメートル）ぐらいが
分解能の壁といわれてます。

もちろん、MRIでは感度の問題もあるので、ラベリングを必要とするケースが
ほとんどだと思います。

結局、>>1の方法はビームの波長を簡単に変えられて、
いろんな元素を（感度よく）計れるから、細胞が氏んでもOKという話なのかな。
細胞中の水素や酸素に興味津々な漏れは、どうしてもＸ線に興味がもてない。。

yt

>>1のソースから

生の状態の細胞をPIXE分析する場合、イオンビーム照射による局所的な加熱に起因して生じる
細胞内の水分の移動にともなう元素の移動、及び水の沸騰にともなう気泡の生成に起因する
細胞の変形・破裂等を避けることが難しかった。また、生体試料を乾燥させると乾燥過程での
元素の散逸と試料形状変化が避けられなかった。そこで、生の細胞の元素分布状態を保持
したまま細胞試料を調製する技術として凍結乾燥技術を用いることとした。

ただ、窒素で直接冷却すると泡が生じて断熱効果をもたらして急激に冷えないため、
細胞試料をイソペンタンに浸し、それを液体窒素で瞬間的に凍結した後に真空槽へ移し、
温度と圧力を制御することで必要最小限の水分を除去する凍結乾燥技術を確立した。
http://www.jaeri.go.jp/open/press/2002/020919/supp.html

細胞は完全にあぼーんされてるな。
医療用には絶対に使えん。

　
>>66　そんなｿｰｽがあったですか。知らんかった。

凍結乾燥するんじゃあ、電顕と同じだ。

＞液体窒素で瞬間的に凍結した後に真空槽へ移し
こんなことするんじゃあ「大気中で測定」の意味ないな。　藁

ｲｵﾝﾋﾞｲﾑ業界関係者が無理して進めた予算取りプロジェクトと断定する。

　
冷却・凍結したままの測定なら、
「大気中」といっても並みの大気ではだめだ。
ほぼ完全な除湿が必要になる。
霜がつくからね。

レーザービームとの違いは？

>>17
5に同意ネタが延々続いたのは岐阜大

ああ東北大ね。

チェ。生きたままなら
取り込まれていく元素の動態が見えると思ったのにナァ…

実はこれ、めちゃくちゃ凄いね！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

＞イオンマイクロビームを使用

照射するとき、ぜったい 「ｲｵﾝﾏｲｸﾛﾋﾞｨｨｨｨｰｰｰｰﾑｯ!!」 て言ってるだろ？

迷信

日本原研高崎研究所と東北大は
正義の日本の誉れ！