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NMR
核磁気共鳴




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NMR・・・Nuclear Magnetic Resonance
核磁気共鳴
  • 2009年、京都大学と首都大学東京はそれぞれ、生きた細胞中でタンパク質の構造や働きを調べられる新技術を開発した。
    成果は3/5のネイチャーに掲載
    どちらの技術もともに核磁気共鳴(NMR)を応用する。従来のNMRは精製試料や水溶液を使うため、実際の細胞内でのタンパク質の構造や働きを分析できなかった。
    白川昌弘・京大教授らは、調べたいタンパク質に細胞を透過する特殊な分子を取り付けて細胞に入れる方法を考案した。細胞を特殊な薬剤で処理してタンパク質の導入効率を高めた。NMRで分析すると、タンパク質が酵素で切れる様子や、薬が細胞のタンパク質とくっつく様子を確認できた。
    伊藤隆・首都大学東京教授らは、MRの測定法や構造計算の手法などを改良、短時間での分析を可能にした。寿命が6時間という大腸菌の細胞飼料を使い、内部のタンパク質の構造を決めることに成功した。
  • 2009年4/6、理化学研究所は、タンパク質の構造解析などに使われているNMR(核磁気共鳴)装置を、大阪大学と京都大学、サントリー生物有機化学研究にそれぞれ各1台を移設した。
    理研は国の大規模研究プロジェクトである「タンパク3000」の一環として、横浜研究所にNMR装置40台を整備した。今回移設するのはそのうちの3台。

核磁気共鳴装置の感度を1万倍に
  • 2013年、大阪大学の北川勝浩教授らが感度を1万倍にする基礎技術を開発。






3D画像の断面を表示
  • 2010年、東京大学の石川正俊教授らのグループは、3D画像(立体画像)の断面を自在に表示するシートタイプの装置を試作した。
    特殊なシートを宙で傾けたり上げたりすると、その位置に応じて断面が表示される。
    あたかも目の前にある立体物の内部をシートで透かして見ているような感覚。
    臓器や脳を撮影した医療画像を映し、患者に診断結果を説明するなどの用途で実用化を目指す。
    シートの動きに合わせて画像がすぐに切り替わるので、時間の遅れを感じることなく直感的に使える。システムと連動する専用のペンも組み込んだ。シートが映す立体画像に文字や図を描き込める






異なる病気を同時に診断
天文技術を応用
  • 2010年、理化学研究所の榎本秀一チームリーダー達は、ガンや炎症など異なる病気を同時に診断できる検査装置を開発した。
    新装置はガンの検査で普及しているPETなどで使われる複数の放射性薬剤を、一度の撮影で検出できる。宇宙の放射線を検知するのに使う「半導体コンプトンカメラ」を組み込んだ。
    エネルギーが200〜2000KeV(`電子ボルト)の広い範囲をガンマ線を使って捉えることができる。
    約30分の撮影で、ガンや炎症部位の範囲を0.5〜1mmのきめ細かさで特定できる。












内視鏡手術は、腹部などに開けた小さなアナから器具を入れて胆嚢がん・早期胃ガン・大腸ガンなどを摘出する技術。傷口が小さく、開腹手術と比べて患者への負担が軽いが、一方で、経験が未熟な医師による事故も起きている。
四谷メディカルキューブきずの小さな手術センター長の金平永二氏は、レベル向上に向けた講習会で全国を飛び回る。

内視鏡
・ペンタックス(肺ガンに、自家蛍光で病変が浮き彫りになる)
・オリンパスメディカル(消化器ガンに、2種類の光で毛細血管が強調)
・フジノン(消化器ガンに、後付可能な画像システム)




手術時にカラーで
2010年、高知大学は、外科手術中にリンパ節や血管の状態を可視化できる「近赤外蛍光カラーカメラシステム」を開発した。リンパ管や臓器内の血管をカラー動画でその場で観察できる。
心臓外科や乳腺外科での応用が期待できる。
高知大学医学部の佐藤隆幸教授が、瑞穂医科工業などと共同開発した。
肝機能検査薬のインドシアニングルーン(ICG)を体内に注入し、赤外線を照射すると、血中やリンパ液に含まれるICGが蛍光を発する。佐藤教授らは、本来は目に見えない近赤外線を特殊カメラで撮影し、モニターにカラー画像として映し出すシステムを開発することに成功した。
ICGに赤外線を当てた際の光を画像に映し出せるカメラは商品化されているが、モニター画像はモノクロだった。
新システムは、血管やリンパ管などの組織が浮き出た近赤外蛍光のモノクロ画像と、リアルタイムのカラー可視化画像を合成することで鮮明なカラー化を可能にした。





99
2010年、放射線医学研究所は、ガンや心臓病の診断に使う放射性物質「モリブデン99」を病院などで製造できる小型装置を開発した。
手に入りやすいモリブデン100に光速近くまで加速した水素の原子核を衝突させて、モリブデン99を取り出す。
モリブデン99はカナダやオランダなどの専用原子炉で作り、日本では生産していない、2009年にカナダの原子炉が故障して、生産が中止。今年4月のアイスランドの噴火で空輸が一時停止された。





2012年、日本原子力研究開発機構はガンや血流などの画像診断に使われている放射性医薬品「テクネチウム製剤」の原料の国産化技術を開発した。
テクネチウムは注射した薬剤が発する放射線をカメラで検知し、病気の部位などを画像化する。
テクチウム製剤の原料の金属元素「モリブデン99」は海外の原子炉で人工的に製造されたものを輸入している。
今回の製造法は国内在庫が多い天然のモリブデンを加熱圧縮してペレットを作る。加熱の際に電流を流すことで所要時間を従来の3時間から5分程度に短縮。
これに中性子を照射してできたモリブデン99からテクネチウムを作る。







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