量子科学技術研究開発機構学術機関リポジトリ

目的：放射線を生体に照射したとき、水分子の電離あるいは励起が起こり、水素ラジカル (・H)やヒドロキシルラジカル (・OH)などの反応種を生じる。・OHの生成密度についてEPRスピントラッピング法により測定されているが、・Hについて定量的に測定した例は少ない。そこで本研究ではEPRスピントラッピング法により・Hの生成密度の評価を行った。
　方法：5,5-Dimethyl-1-Pyrroline-N-Oxide(DMPO)をスピントラップ剤として電子スピン共鳴 (EPR)装置により、・Hの測定を行った。DMPO水溶液0.49 mM、0.96 mM、1.7 mM、2.3 mM、3.2 mM、7.7 mM、26 mM、62 mM、210 mM、490 mM、960 mM、1700 mMを準備した。各水溶液にX線を8 Gy、16 Gyまたは32 Gyを3.00 Gy/minの条件で照射した。水溶液中に生じたDMPO-Hの濃度をDMPO密度に対してプロットし、得られたプロファイルから・Hの生成密度を評価した。1分子のDMPOが占める体積から分子間距離を算出しその逆数をDMPO密度とした。
　結果：DMPO水溶液に一定線量のX線を照射すると、DMPOの濃度に依存してDMPO-OHの信号が観察された。しかしDMPO-Hは安定ではなく、徐々に減衰した。このときX線照射線量やDMPO濃度の違いでDMPO-Hの減衰速度が変化したため、各DMPO濃度での減衰に応じた補正を考慮する必要があった。補正後のDMPO-H濃度をDMPO密度に対してプロットすると、DMPO密度が250 μm-1に満たないときはDMPO-H生成濃度が増加した。さらにDMPO密度を増加させるとDMPO-H生成濃度はプラトーに達した。線量を大きくするとDMPO-H生成量は線量に応じて増加した。
　考察：X線照射中および照射後のDMPO-HあるいはDMPO-OHの減衰を一次減衰と仮定して補正したとき、DMPO-HとDMPO-OHの生成プロファイルが概ね重なり、線量と濃度毎の減衰の補正が妥当であったと言える。スピンアダクトの減衰を適切に補正することにより、従来定性的とされていたEPRスピントラッピング法に比較的高い定量性を与えることができる。

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日本薬学会第140年会

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2020-03-05

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X線照射により水溶液中に生じる水素ラジカルの定量測定

× 牧野, 祐典

× 関根, 絵美子

× 乳井, 美奈子

× 上野, 恵美

× 中西, 郁夫

× 福井, 浩二

× 松本, 謙一郎

× Makino, Yusuke

× Sekine, Emiko

× Nyui, Minako

× Ueno, Megumi

× Nakanishi, Ikuo

× Matsumoto, Kenichiro

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