生物計測のためのテラヘルツ帯における細胞の複素誘電率

摘要

本報では，テラヘルツ周波数における誘電応答が，ピコ秒及びサブピコ秒のタイムスケールの水のダイナミクスによって支配されることを踏まえ，生きた細胞の複素誘電率を計測し，評価できる技術を紹介した。その結果，今回測定した細胞中の水分子は，特に1THz以下の周波数帯で蒸留水（バルク水）とは異なる誘電応答を有することを見出した。さらに，細胞測定では蒸留水に比べて遅い緩和成分に顕著な減少が見られるとともに，速い緩和成分が明らかに増加する傾向が見られた。これらの情報は細胞内の水のダイナミクスを反映していると考えられ，今後データの積み上げやNMR等での研究と補完し合う事で，細胞の状態や活きの良さを数値で評価する事が可能になると期待される。さらには，この細胞内の水のダイナミクスを通じて細胞や組織を評価することは，生体の状態や農産物の品質評価に寄与できると考えられる。