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LLNL、レーザで炭素-14を計測する機器を開発

May, 25, 2017, Livermore--ローレンスリバモア国立研究所(LLNL)は、炭素-14(放射性炭素)を計測するレーザベース卓上装置を開発した。
 生物系では、人や動物で炭素-14は微量の栄養素、毒、治療の追跡をする生物化学追跡子として使用できる。例えば、炭素-14はビタミンに付加できる。人がそのビタミンを取り込むと、研究者はビタミン代謝量、尿分析を通じて排泄量を追跡できる。
 生物化学系の追跡子研究では、炭素-14濃度は自然存在比以上で正確に計測されなければならない。過去においては、これは一般に加速器質量分析(AMS)で行われた。AMSは、治療量以下の少量を使う人の治験フェーズなど、新しい実験の領域を開いた。しかし、AMSの複雑さとコストはこの計測法や他の派生技術の制約となっている。AMSの制約のために、LLNLの研究チームは生物学的追跡子研究のために新しいデバイスを開発した。
 キャビティリングダウン分光法(CRDS)が、炭素-14計測ができるレーザベースの方法として登場してきた。研究チームは、生物学的研究のために炭素-14を計測できるCRDS分光計を開発した。
 研究所の質量分光分析センタ(CAMS)は、ピカロ(Picarro Inc)と提携した。新しいレーザベースのシステムは、特許となっている、利用しやすさ、卓上機器などにより、イオンソース加速器を補完する。
 生物学的試料は、AMSやCRDS両方のためには、均質化、乾燥、さらに燃やして二酸化炭素にしなければならない。従来のAMSでは、二酸化炭素はグラファイトに還元される。これには約12時間が必要。CRDSシステムは、燃やした二酸化炭素の炭素-14含有量を計測する。試料は数分で準備可能である。
 薬物形態の事例研究では、研究チームはモデル生物としてモルモットを使い、試料の炭素-14含有量をCRDSで計測し、AMSの結果と比較した。モルモットは、オキシウムアセチルトランスフェラーゼ再賦活薬を100㎎投与され、ジオメトリック時系列で組織とプラズマサンプルが採取された。モルモットCRDS事例研究は、比較的簡素なハードウエア、CRDS光学システムへの日々の調整なしで、AMS結果を正確に再現した。
(詳細は、www.llnl.gov)