放射線照射試料用シャーレ及び放射線照射方法
【課題】生物試料を培養し、かつこの生物試料に対して高効率でＸ線を照射することのできるシャーレを得る。
【解決手段】このシャーレ１０における本体１１は、円形の底面１２と、その周囲の側壁１３で構成され、底面１２上に液体（培養液等）を収容できる。底面１２の中央部には、円形の開口部１４が設けられ、開口部１４の周囲は、底面が掘り下げられた窓枠固定部１５となっている。Ｘ線は、この開口部１４を通してシャーレ１０の内部に照射される。窓枠固定部１５に矩形形状の窓枠部２０が嵌合して固定される。窓枠部２０は、上下のシリコーンゴム膜（弾性膜）２１に窒化シリコン膜２２が挟まれた矩形体形状の構成を具備する。上下のシリコーンゴム膜２１の中央部には、丸形の弾性膜開口（開口）２１１が設けられており、弾性膜開口２１１の中心は、シャーレ１０の底面の開口部１４の中心と略一致するように構成されている。
【解決手段】このシャーレ１０における本体１１は、円形の底面１２と、その周囲の側壁１３で構成され、底面１２上に液体（培養液等）を収容できる。底面１２の中央部には、円形の開口部１４が設けられ、開口部１４の周囲は、底面が掘り下げられた窓枠固定部１５となっている。Ｘ線は、この開口部１４を通してシャーレ１０の内部に照射される。窓枠固定部１５に矩形形状の窓枠部２０が嵌合して固定される。窓枠部２０は、上下のシリコーンゴム膜（弾性膜）２１に窒化シリコン膜２２が挟まれた矩形体形状の構成を具備する。上下のシリコーンゴム膜２１の中央部には、丸形の弾性膜開口（開口）２１１が設けられており、弾性膜開口２１１の中心は、シャーレ１０の底面の開口部１４の中心と略一致するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物試料等に放射線を照射する実験を行なう際に、この試料を培養するために用いられる放射線照射試料用シャーレ、及びこれを用いた放射線照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線レーザー等の技術の進歩により、様々な波長（エネルギー）領域で高い強度をもつＸ線が得られるようになった。こうした強いＸ線を試料に照射し、これに伴う試料の変化や試料の分析を行う実験が行われており、こうした実験は、例えば生物等に対して極めて有効である。しかしながら、一般にはＸ線は試料に達するまでの過程で様々な物質に吸収されるため、所望の波長のＸ線を充分な強度で試料に照射させることには困難が伴う。
【０００３】
一般には、高強度のＸ線は、Ｘ線レーザー発振器や蓄積リング等を光源として発生するが、これらにおいてはいずれも真空中でＸ線を発生する。一方、例えば生物等の試料は真空中に配置できないため、Ｘ線発生装置と試料との間には、真空と大気とを分離し、かつＸ線透過率の高い窓が必要となる。この窓としては、短波長（高エネルギー）のＸ線に対しては、透過率が高くかつ機械的強度の高いベリリウムを用いることができる。しかしながら、吸収の大きな長波長のＸ線に対しては、透過率が高い窓を得ることが困難である。
【０００４】
また、例えば試料が生物である場合、生物が生存している大気中や水中におけるＸ線の吸収も無視できない。これに対しては、例えば水の透過率が高い２〜４ｎｍの波長の軟Ｘ線を用いた場合には、この影響を低減することもできる。しかしながら、この領域外である例えば９０ｅＶ（波長１３．８ｎｍ）の軟Ｘ線の０．５ｍｍ程度の厚さの大気（１気圧、２５℃）における透過率は２．５％程度しかない。
【０００５】
従って、Ｘ線を試料に照射する場合には、窓による吸収と、試料の雰囲気（大気や水）による吸収の影響が大きく、これらによって実際に試料まで到達するＸ線強度は大きく減少する。すなわち、充分なＸ線照射量を確保することが困難であるという問題がある。
【０００６】
試料に到達するまでの間での吸収が大きいために充分な照射量を確保することが困難であるという点については、電子線についても同様である。この点を考慮し、低い減衰率で生物試料に電子線を照射することのできる試料検査装置が、特許文献１に記載されている。この試料検査装置においては、その底面の開口部において試料保持膜が設けられ、試料保持膜上に培養液が設けられ、その中で試料となる細胞を培養する。試料保持膜は、１０〜１０００ｎｍの膜厚の窒化シリコンで構成され、この上で試料が保持されると同時に、真空と試料（あるいは培養液）とを仕切る窓ともなる。この試料保持膜は、例えば基板上に化学気相成長法等によって基板部（検査装置の底面部）に形成し、その後にこの基板部を部分的にエッチングすることによって、窓状の形態とする。
【０００７】
この試料検査装置においては、試料保持膜の直上に間隔をおかずに生物試料（細胞）を設置することができるため、この間における電子線の吸収を小さくすることができる。また、窒化シリコンは軽元素のみで構成される、この程度の膜厚における電子線の吸収も小さいため、試料保持膜中における吸収も小さい。従って、低い減衰率で試料に電子線を照射することができる。この構成は、電子線に限らず、Ｘ線に対しても有効である。
【０００８】
従って、この試料検査装置を用いれば、特に生物試料に対して、透過率の低い電子線や軟Ｘ線等の放射線を、高効率で照射することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２１０７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、試料に電子線やＸ線等を照射する構成としては適しているものの、この構造は、試料を培養する容器（シャーレ）としては不適である。
【００１１】
例えば、生物試料を培養するためには、シャーレを洗浄、殺菌してから培養液を導入し、ここで生物試料を培養する。ところが、特許文献１に記載の構造においては、その機械的強度が極めて低い窒化シリコンの薄膜が窓として用いられている。この窓の面積は小さいために、真空と大気とを仕切る窓としての強度は保たれるものの、洗浄の際にはこの部分も直接洗浄することが必要であり、この際にこの窓が破損する可能性が極めて高い。従って、この試料検査装置は、培養と照射を１回ずつ行った後でシャーレごと使い捨てされる場合が多く、この構造をシャーレとして繰り返し用いることは困難であった。
【００１２】
すなわち、生物試料を培養し、かつこの生物試料に対して高効率でＸ線を照射し、繰り返し使用することのできるシャーレを得ることは困難であった。
【００１３】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の放射線照射試料用シャーレは、底面と当該底面の周囲に形成された側壁に囲まれた中に存在する試料に対して前記底面に設けられた薄膜窓を通して放射線を照射させることのできる放射線照射試料用シャーレであって、前記薄膜窓を構成する薄膜が、開口を有する２枚の弾性体膜の間に挟まれた構成をもつ窓枠部を具備し、前記底面には開口部が形成され、前記窓枠部は、前記放射線が入射する側とは反対側から前記底面に押圧されて取り外し自在とされた状態で前記開口部を封止して固定される構成を具備することを特徴とする。
本発明の放射線照射試料用シャーレは、前記底面における前記放射線が入射する側の面において、前記開口部を囲んでＯリングが設置される溝が設けられたことを特徴とする。
本発明の放射線照射試料用シャーレは、前記試料が存在する空間を封止し、前記底面と反対側において設置される蓋を具備することを特徴とする。
本発明の放射線照射試料用シャーレにおいて、前記薄膜は窒化シリコンで構成されたことを特徴とする。
本発明の放射線照射試料用シャーレにおいて、前記弾性体膜はシリコーンゴムで構成されたことを特徴とする。
本発明の放射線照射試料用シャーレにおいて、前記放射線はＸ線又は粒子線であることを特徴とする。
本発明の放射線照射方法は、前記放射線照射試料用シャーレ中における前記薄膜窓上に試料を配置して放射線を照射することを特徴とする。
本発明の放射線照射方法において、前記試料は生物試料であり、前記放射線照射試料用シャーレ内部における前記薄膜窓の表面に細胞接着分子を塗布した後に前記放射線照射試料用シャーレ内で前記生物試料を培養し、前記生物試料に放射線を照射することを特徴とする。
本発明の放射線照射方法は、鉛直方向と垂直の方向に発せられた前記放射線を前記試料に照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は以上のように構成されているので、生物試料を培養し、かつこの生物試料に対して高効率でＸ線を照射し、繰り返し使用することのできるシャーレを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレの上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレに用いられる窓枠部の構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレにおける底面の構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレにおける、本体と蓋との構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレにおいて生物試料を培養する際の形態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレ中の試料に対して放射線を照射する際の形態を示す。
【図７】実施例の放射線照射試料用シャーレを用いて培養及び放射線照射された生物試料の免疫蛍光染色法によって得られた蛍光分析の結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る放射線照射試料用シャーレについて説明する。図１は、この放射線照射試料用シャーレ（以下、シャーレ）の上面図（ａ）及びそのＡ−Ａ方向の断面図（ｂ）である。このシャーレ１０の中に培養液が導入され、この中で生物試料が培養される。その後、この生物試料に対して、図１（ｂ）の矢印で示される方向から、例えば窒化シリコン等の薄膜で形成された薄膜窓を通してＸ線や粒子線が照射される。生物試料を培養する際には、このシャーレ１０の本体１１の上部には蓋７０（破線で記載）が装着され、Ｘ線を照射する際には、このシャーレ１０の底部側を、Ｘ線照射装置フランジ８０（破線で記載）側に装着して用いられる。Ｘ線は、図１（ｂ）中の矢印で示される方向からこのシャーレ１０に対して入射する。
【００１８】
このシャーレ１０における本体１１は、例えば、洗浄や殺菌処理が可能で生細胞への影響が小さい軽金属からなり、円形の底面１２と、その周囲の側壁１３で構成され、底面１２上に液体（培養液等）を収容できる。底面１２の中央部には、円形の開口部１４が設けられ、開口部１４の周囲は、底面が掘り下げられた窓枠固定部１５となっている。Ｘ線は、この開口部１４を通してシャーレ１０の内部に照射される。このシャーレ１０においては、窓枠固定部１５に矩形形状の窓枠部２０が嵌合し、その上に金属製の窓枠カバー１６が設置され、２箇所でネジ１７によって固定される。例えば窓枠固定部１５の１辺を８ｍｍ程度の大きさとすることができる。これに対応して、開口部１４の大きさは例えば直径３ｍｍφとすることができる。
【００１９】
窓枠固定部１５に設置される窓枠部２０の斜視図が図２である。窓枠部２０は、上下のシリコーンゴム膜（弾性膜）２１に窒化シリコン膜（薄膜）２２が挟まれた矩形体形状の構成を具備する。上下のシリコーンゴム膜２１の中央部には、丸形の弾性膜開口（開口）２１１が設けられており、弾性膜開口２１１の中心は、シャーレ１０の底面の開口部１４の中心と略一致するように構成されている。また、弾性膜開口２１１は、底面１２の開口部１４内に収まる程度の大きさとすることが好ましく、上記の大きさに対応して、例えば１〜２ｍｍφとすることができる。この構成により、開口部１４を通過したＸ線は、弾性膜開口２１１中の窒化シリコン膜２１を透過してシャーレ１０の内部に達する。すなわち、窒化シリコン膜２２はＸ線を透過させる薄膜窓を構成する材料となり、弾性膜開口２１１に対応した箇所の窒化シリコン膜２２が薄膜窓となる。
【００２０】
シリコーンゴム膜２１の厚さは、０．０５〜１．５ｍｍ程度とすることができる。その厚さは、窓枠部２０を窓枠カバー１６を用いて窓枠固定部１５で固定できるように適宜設定される。この際、この窓枠部２０によって開口部１４が封止されるように窓枠部２０は固定される。
【００２１】
窒化シリコン膜２２はシリコーンゴム膜２１よりも薄く、その厚さは、Ｘ線の透過率を高く保つことができる厚さとして、１μｍ以下であり、例えば０．１μｍとすることができる。その大きさはシリコーンゴム膜２１と同様であるが、弾性膜開口２１１よりも大きくかつこの窓枠部２０を窓枠固定部１５に設置した際の気密性、強度が保たれる限りにおいて、シリコーンゴム膜２１より小さくすることもできる。窒化シリコン膜２２は、例えば基板上に化学気相成長法等によって形成した後でこの基板をエッチングすること等によって、薄膜として形成されたものを用いることができる。
【００２２】
ここで、シリコーンゴム膜２１は厚いためにＸ線、特に軟Ｘ線の透過率は小さく、実質的にＸ線は弾性膜開口２１１中の窒化シリコン膜２２のみを透過する。従って、弾性膜開口２１１の大きさは、このＸ線が透過する窓の大きさを規定する。この面積が大きいほどシャーレ１０内部へのＸ線の照射が容易であるが、一方で、窓としての強度あるいは耐圧は、この面積が大きいほど低下する。従って、弾性膜開口２１１は２ｍｍφ以下とすることが好ましい。
【００２３】
底面１２（本体１１）における窓枠固定部１５周辺の構造の斜視図が図３である。ここでは、窓枠部２０、窓枠カバー１６等は記載されていない。窓枠固定部１５は、底面１２が部分的に掘り下げられて形成され、その中心に開口部１４が形成されている。なお、ここでは、窓枠固定部１５の四隅は、窓枠部２０の着脱を容易にするために円形に加工されている。窓枠固定部１５の外側には、窓枠カバー１６を固定するネジ１７に対応したネジ穴１７Ａが形成されている。こうした構成により、窓枠部２０を、図１（ｂ）中の上側（放射線が入射する側と反対側）から窓枠部２０を窓枠カバー１６を用いて押圧し、底面１２に取り外し自在として固定することができる。
【００２４】
窓枠固定部１５の大きさは、窓枠部２０が嵌合するように設定される。その掘り下げられた深さは、窓枠部２０の厚さ（シリコーンゴム膜２１の厚さの約２倍）よりも浅くする。このシリコーンゴム膜２１は弾性変形をするため、これにより、窓枠カバー１６をネジ１７で固定することによって、窓枠部２０が底面１２に固定される。この構成においては、シリコーンゴム膜２１がＯリングの役割を果たすため、窓枠部２０と底面１２との間は密封され、開口部１４は封止される。Ｘ線を照射する際には、後述するように、図１（ｂ）中では窓枠部２０の下側が真空、上側が大気圧となるため、上側から下側に大気圧に相当する圧力が印加される。この際、窓枠部２０は、真空側（放射線が入射する側）とは反対側から窓枠固定部１５（底面１２）に押圧されて固定されるため、この封止には悪影響は与えない。従って、弾性膜開口２１１中の窒化シリコン膜２２が破損しない限り、窓枠部２０の下側の真空は維持される。
【００２５】
本体１１の上側は開放されており、内部への培養液や生物試料の出し入れがしやすい形態となっている。ただし、図４に示されるように、この上側を覆う蓋７０が取り付けられる形態とされる。本体１１の側壁上面１８には、円形に溝が形成され、その中には例えばバイトン製のＯリング１９が設けられる。蓋７０の蓋下面７１は、この側壁上面１８と接するように設定され、蓋７０と本体１１とは、この状態でネジ７２によって固定される。この際、Ｏリング１９によって、シャーレ１０内の空間は密封され、例えばこの内部をある特定の雰囲気、例えば一定のＣＯ２濃度とすることが可能である。なお、シャーレ１０内部の状態が肉眼で観察できるように、蓋７０をガラス等の透明な材料で構成することが好ましい。
【００２６】
なお、底面１２の下側の面（放射線が入射する側の面）にも、側壁上面１８と同様に、開口部１４を囲んで円形の溝が形成され、その中に上記と同様のＯリング８１が設けられる。このＯリング８１は、このシャーレ１０をＸ線照射装置フランジ８０に設置する際のシールの役割を果たす。
【００２７】
このシャーレ１０中に培養液９０を入れ、その中で生物試料（細胞）９１を培養する際の形態の断面図（図１（ｂ）に対応）が図５である。この形態については、特許文献１の段落番号００７１以降に記載されているものと同様である。前記の通り、窓枠部２０と窓枠固定部１５（底面１２）との間は密封されるため、ここから培養液９０や生物試料９１が漏れることはない。この構成により、生物試料９１はシャーレ１０内で安定して培養されるため、窒化シリコン膜２２の表面上においても生物試料９１は増殖する。この際、シャーレ１０内部側における窒化シリコン膜２２の表面に細胞接着分子（コラーゲン等）を予め塗布しておけば、更に効率的に窒化シリコン膜２２の表面でこの生物試料（細胞）９１を増殖させることが可能である。また、この状態でシャーレ１０を傾けても、シャーレ１０の内部はＯリング１９等によって密封されているため、培養液９０や生物試料９１が漏れることはない。
【００２８】
次に、生物試料９１の培養後に、この生物試料９１に対して放射線を照射する場合の形態の断面構造を図６に示す。図６においても鉛直方向が黒矢印で示されている。ここでは、シャーレ１０を図５の状態から鉛直方向に９０°回転させてＸ線照射装置フランジ８０に取り付ける。Ｘ線照射装置フランジ８０は、Ｘ線照射装置（例えば放射光ビームライン）の末端部であり、Ｘ線照射装置フランジ８０の開口から高強度のＸ線がこのシャーレ１０側に照射される。Ｘ線照射装置側は、一般的にはＸ線を透過させるために真空となっているのに対し、シャーレ１０の内部は大気圧となっているが、Ｘ線照射装置側の真空は、Ｏリング８１と、窓枠部２０によって維持される。なお、Ｘ線照射装置側は真空となっているためにシャーレ１０に対して吸引力が働き、シャーレ１０はＸ線照射装置フランジ８０に固定される。ただし、シャーレ１０の外周部とＸ線照射装置フランジ８０とをネジを用いて機械的に固定する構成とすることもできる。
【００２９】
図６の構成により、Ｘ線照射装置から発せられたＸ線を、弾性膜開口２１１中の窒化シリコン膜２２上の生物試料９１に照射することができる。Ｘ線ビームの形態は任意であるが、集光光学系を通して、例えば窒化シリコン膜２２上における集光サイズを半値幅で４０μｍ程度とすることができる。この場合は、集光されて高強度となったＸ線を窒化シリコン膜２２上の生物試料９１に照射することができる。なお、図６においては、図５の状態のままで蓋７０を装着しているが、培養液９０を除去した場合、あるいは培養液９０の流動性が低く蓋７０を取り外しても培養液９０が流れ出さない場合には、蓋７０を取り外した状態でＸ線を照射してもよい。
【００３０】
この構成の場合、Ｘ線は、窒化シリコン膜２２と、その直上の生物試料９１に照射される。前記の通り、窒化シリコン膜２２は、軽元素のみで構成され、かつその厚さは１μｍ以下と薄いため、比較的吸収の大きな軟Ｘ線であっても、その透過率を高くすることができる。また、生物試料９１は、間隔を置かずに窒化シリコン膜２２上に存在するため、培養液９０（水）中でのＸ線の吸収も無視できる。
【００３１】
また、窒化シリコン膜２２は大気圧と真空との境界の窓となるため、両側の大きな圧力差に耐えうる強度をもつ必要があるが、この構成においては、弾性膜開口２１１が１〜２ｍｍ角、開口部１４の大きさが３ｍｍφであり、共に小さい。従って、この強度は充分に保たれる。
【００３２】
また、この構成においては、シャーレ１０を図６の形態とし、水平方向からＸ線を入射させて用いることができる。放射光、Ｘ線レーザー等のＸ線を発する光源は多種類あるが、一般には、Ｘ線はこれらの光源から水平方向（鉛直方向と垂直な方向）に発せられる場合が多い。上記の構成は、こうした水平方向にＸ線を発する光源を用いる場合に特に有利である。
【００３３】
このように、このシャーレ１０を用いて生物試料９１を培養し、これに高効率でＸ線を照射することができる。
【００３４】
実際にこうした作業（実験）を行うに際しては、様々な試料に対して同様の作業を行い、Ｘ線を照射した試料を多数作成することが必要になる場合が多い。こうした場合においては、一般的に微生物の培養で用いられているガラス製シャーレと同様に、使用後のシャーレ１０を洗浄、殺菌し、その後で再び洗浄液９０等を導入して用いることが好ましい。この場合、シャーレ１０の内部を洗浄するに際しては、この中で最も薄く破損する可能性が高い窒化シリコン膜２２を、窓枠部２０ごと取り外して行うことができる。洗浄後、新たに準備した窓枠部２０（窒化シリコン膜２２）を新たに装着すれば、他の生物試料９１を培養することができる。すなわち、このシャーレ１０を、通常の微生物培養に用いられているガラス製シャーレと同様に繰り返し用いることができる。
【００３５】
これに対して、特許文献１に記載の技術においては、Ｘ線照射は上記と同様に行うことができるものの、窒化シリコン膜が洗浄時に破損する可能性が高いため、洗浄後に再び生物試料を培養することは困難である。従って、特許文献１に記載の試料検査装置の生物試料を培養する周辺の部分は、実質的に使い捨てとなる。
【００３６】
また、生物試料９１の培養をこのシャーレ１０で行わず、例えば培養用マルチウェルプレート内で、窒化シリコン膜２２を基板としてその上で生物試料９１を培養してもよい。この場合、この窒化シリコン膜２２を用いてシャーレ１０を組み立てて更に培養を行うことができ、あるいはそのままＸ線照射を行うこともできる。すなわち、生物試料の培養をシャーレ毎に行うのではなく、窒化シリコン膜（薄膜）毎に行うこともできる。
【００３７】
また、生物試料９１に照射するＸ線の波長に応じて、窒化シリコン膜２２を、他の材質で構成された膜に置き換えた方がよい場合もある。例えば、短波長（高エネルギー）のＸ線を照射する場合には、ベリリウム膜をこの代わりに用いる場合もあるが、こうした場合でも、シャーレ１０の本体１１はそのまま用い、窓枠部２０（窒化シリコン膜２２）のみを交換して用いることができる。また、長時間のＸ線照射後に窒化シリコン膜２２が変質して劣化する場合もあるが、こうした場合でも、これを交換することは容易である。窒化シリコンの代わりに用いられる材料としては、高分子材料、カーボン、炭化シリコン等がある。
【００３８】
更に、生物試料９１が窒化シリコン膜２２上に残った状態で窓枠部２０を本体１１から取り外し、持ち運ぶことも容易である。従って、例えばこの状態のまま、光学顕微鏡や蛍光顕微鏡等でこの生物試料を観察することも容易である。この際、窓枠部２０（シリコーンゴム膜２１）を、取り扱いに適した大きさ、厚さとすることができるため、その取り扱いも容易である。
【００３９】
なお、上記の例では、シリコーンゴムを弾性膜２１の材料として用いた場合につき記載したが、シリコーンゴムと同様に、弾性変形をし、かつ窓枠部２０と底面１２との間の気密性を得ることのできる材料であれば、同様に用いることができることは明らかである。
【００４０】
また、上記の例では、Ｘ線を照射する場合について説明したが、Ｘ線以外にも、大気中や水中での吸収が大きな放射線を試料に照射する場合においても、この放射線照射試料用シャーレが有効であることは明らかである。例えば、Ｘ線の代わりに粒子線（電子線や陽子線等）や紫外線を照射する場合においても同様である。また、試料は必ずしも生物である必要はなく、同様に薄膜窓上に設置できる試料であれば、これに高効率で放射線を照射できることは明らかである。
【００４１】
（実施例）
実際に、上記の構成の放射線照射試料用シャーレを用いて、生物試料を培養し、これにＸ線を照射する実験を行った。ここで、シャーレの本体の材料はアルミニウムとし、窓枠部の大きさは８ｍｍ角とした。窒化シリコン膜の厚さは０．１μｍとし、圧力が印加されない状態での厚さが０．２ｍｍであるシリコーンゴムを弾性膜の材料とし、開口は１ｍｍ角とした。底面における窓枠固定部の深さは０．１ｍｍとした。
【００４２】
この中に培養液としてダルベッコ変法イーグル培地（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅａｇｌｅ’ｓ Ｍｅｄｉｕｍ）を入れて肺腺癌細胞Ａ５４９を培養した。この際に、雰囲気におけるＣＯ２濃度を５％として蓋をし、１日間保持した。
【００４３】
その後、このシャーレを図６の構成で軟Ｘ線レーザー照射装置に設置し、軟Ｘ線レーザーを上記の細胞に対して照射した。ここで、軟Ｘ線としては、波長１３．９ｎｍ（８９ｅＶ）、パルス幅が７ｐｓｅｃのものを用い、集光光学系を用い、生物試料（培養液）付近における集光サイズは４０μｍ程度とした。前記の窒化シリコン膜のこの波長の軟Ｘ線に対する透過率は４０％程度である。
【００４４】
放射線照射後の生物試料（肺腺癌Ａ５４９）の免疫蛍光染色法による蛍光分析を行えば、この照射によって細胞核内のＤＮＡ２本鎖切断が生じている箇所の発光が確認できる。この１回のパルス照射後の蛍光写真を図７に示す。これより、１回のパルス照射でもこの生物試料に対して充分な照射量で軟Ｘ線が照射されたことが確認できた。また、その後でこの放射線照射試料用シャーレを洗浄し、窒化シリコン膜を交換して、同様の実験を繰り返し行うことが可能であった。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 放射線照射試料用シャーレ
１１ 本体
１２ 底面
１３ 側壁
１４ 開口部
１５ 窓枠固定部
１６ 窓枠カバー
１７、７２ ネジ
１７Ａ ネジ穴
１８ 側壁上面
１９、８１ Ｏリング
２０ 窓枠部
２１ シリコーンゴム膜（弾性膜）
２２ 窒化シリコン膜（薄膜）
７０ 蓋
７１ 蓋下面
８０ Ｘ線照射装置フランジ
９０ 培養液
９１ 生物試料（細胞）
２１１ 弾性膜開口（開口）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物試料等に放射線を照射する実験を行なう際に、この試料を培養するために用いられる放射線照射試料用シャーレ、及びこれを用いた放射線照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線レーザー等の技術の進歩により、様々な波長（エネルギー）領域で高い強度をもつＸ線が得られるようになった。こうした強いＸ線を試料に照射し、これに伴う試料の変化や試料の分析を行う実験が行われており、こうした実験は、例えば生物等に対して極めて有効である。しかしながら、一般にはＸ線は試料に達するまでの過程で様々な物質に吸収されるため、所望の波長のＸ線を充分な強度で試料に照射させることには困難が伴う。
【０００３】
一般には、高強度のＸ線は、Ｘ線レーザー発振器や蓄積リング等を光源として発生するが、これらにおいてはいずれも真空中でＸ線を発生する。一方、例えば生物等の試料は真空中に配置できないため、Ｘ線発生装置と試料との間には、真空と大気とを分離し、かつＸ線透過率の高い窓が必要となる。この窓としては、短波長（高エネルギー）のＸ線に対しては、透過率が高くかつ機械的強度の高いベリリウムを用いることができる。しかしながら、吸収の大きな長波長のＸ線に対しては、透過率が高い窓を得ることが困難である。
【０００４】
また、例えば試料が生物である場合、生物が生存している大気中や水中におけるＸ線の吸収も無視できない。これに対しては、例えば水の透過率が高い２〜４ｎｍの波長の軟Ｘ線を用いた場合には、この影響を低減することもできる。しかしながら、この領域外である例えば９０ｅＶ（波長１３．８ｎｍ）の軟Ｘ線の０．５ｍｍ程度の厚さの大気（１気圧、２５℃）における透過率は２．５％程度しかない。
【０００５】
従って、Ｘ線を試料に照射する場合には、窓による吸収と、試料の雰囲気（大気や水）による吸収の影響が大きく、これらによって実際に試料まで到達するＸ線強度は大きく減少する。すなわち、充分なＸ線照射量を確保することが困難であるという問題がある。
【０００６】
試料に到達するまでの間での吸収が大きいために充分な照射量を確保することが困難であるという点については、電子線についても同様である。この点を考慮し、低い減衰率で生物試料に電子線を照射することのできる試料検査装置が、特許文献１に記載されている。この試料検査装置においては、その底面の開口部において試料保持膜が設けられ、試料保持膜上に培養液が設けられ、その中で試料となる細胞を培養する。試料保持膜は、１０〜１０００ｎｍの膜厚の窒化シリコンで構成され、この上で試料が保持されると同時に、真空と試料（あるいは培養液）とを仕切る窓ともなる。この試料保持膜は、例えば基板上に化学気相成長法等によって基板部（検査装置の底面部）に形成し、その後にこの基板部を部分的にエッチングすることによって、窓状の形態とする。
【０００７】
この試料検査装置においては、試料保持膜の直上に間隔をおかずに生物試料（細胞）を設置することができるため、この間における電子線の吸収を小さくすることができる。また、窒化シリコンは軽元素のみで構成される、この程度の膜厚における電子線の吸収も小さいため、試料保持膜中における吸収も小さい。従って、低い減衰率で試料に電子線を照射することができる。この構成は、電子線に限らず、Ｘ線に対しても有効である。
【０００８】
従って、この試料検査装置を用いれば、特に生物試料に対して、透過率の低い電子線や軟Ｘ線等の放射線を、高効率で照射することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２１０７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、試料に電子線やＸ線等を照射する構成としては適しているものの、この構造は、試料を培養する容器（シャーレ）としては不適である。
【００１１】
例えば、生物試料を培養するためには、シャーレを洗浄、殺菌してから培養液を導入し、ここで生物試料を培養する。ところが、特許文献１に記載の構造においては、その機械的強度が極めて低い窒化シリコンの薄膜が窓として用いられている。この窓の面積は小さいために、真空と大気とを仕切る窓としての強度は保たれるものの、洗浄の際にはこの部分も直接洗浄することが必要であり、この際にこの窓が破損する可能性が極めて高い。従って、この試料検査装置は、培養と照射を１回ずつ行った後でシャーレごと使い捨てされる場合が多く、この構造をシャーレとして繰り返し用いることは困難であった。
【００１２】
すなわち、生物試料を培養し、かつこの生物試料に対して高効率でＸ線を照射し、繰り返し使用することのできるシャーレを得ることは困難であった。
【００１３】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の放射線照射試料用シャーレは、底面と当該底面の周囲に形成された側壁に囲まれた中に存在する試料に対して前記底面に設けられた薄膜窓を通して放射線を照射させることのできる放射線照射試料用シャーレであって、前記薄膜窓を構成する薄膜が、開口を有する２枚の弾性体膜の間に挟まれた構成をもつ窓枠部を具備し、前記底面には開口部が形成され、前記窓枠部は、前記放射線が入射する側とは反対側から前記底面に押圧されて取り外し自在とされた状態で前記開口部を封止して固定される構成を具備することを特徴とする。
本発明の放射線照射試料用シャーレは、前記底面における前記放射線が入射する側の面において、前記開口部を囲んでＯリングが設置される溝が設けられたことを特徴とする。
本発明の放射線照射試料用シャーレは、前記試料が存在する空間を封止し、前記底面と反対側において設置される蓋を具備することを特徴とする。
本発明の放射線照射試料用シャーレにおいて、前記薄膜は窒化シリコンで構成されたことを特徴とする。
本発明の放射線照射試料用シャーレにおいて、前記弾性体膜はシリコーンゴムで構成されたことを特徴とする。
本発明の放射線照射試料用シャーレにおいて、前記放射線はＸ線又は粒子線であることを特徴とする。
本発明の放射線照射方法は、前記放射線照射試料用シャーレ中における前記薄膜窓上に試料を配置して放射線を照射することを特徴とする。
本発明の放射線照射方法において、前記試料は生物試料であり、前記放射線照射試料用シャーレ内部における前記薄膜窓の表面に細胞接着分子を塗布した後に前記放射線照射試料用シャーレ内で前記生物試料を培養し、前記生物試料に放射線を照射することを特徴とする。
本発明の放射線照射方法は、鉛直方向と垂直の方向に発せられた前記放射線を前記試料に照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は以上のように構成されているので、生物試料を培養し、かつこの生物試料に対して高効率でＸ線を照射し、繰り返し使用することのできるシャーレを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレの上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレに用いられる窓枠部の構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレにおける底面の構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレにおける、本体と蓋との構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレにおいて生物試料を培養する際の形態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態となる放射線照射試料用シャーレ中の試料に対して放射線を照射する際の形態を示す。
【図７】実施例の放射線照射試料用シャーレを用いて培養及び放射線照射された生物試料の免疫蛍光染色法によって得られた蛍光分析の結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る放射線照射試料用シャーレについて説明する。図１は、この放射線照射試料用シャーレ（以下、シャーレ）の上面図（ａ）及びそのＡ−Ａ方向の断面図（ｂ）である。このシャーレ１０の中に培養液が導入され、この中で生物試料が培養される。その後、この生物試料に対して、図１（ｂ）の矢印で示される方向から、例えば窒化シリコン等の薄膜で形成された薄膜窓を通してＸ線や粒子線が照射される。生物試料を培養する際には、このシャーレ１０の本体１１の上部には蓋７０（破線で記載）が装着され、Ｘ線を照射する際には、このシャーレ１０の底部側を、Ｘ線照射装置フランジ８０（破線で記載）側に装着して用いられる。Ｘ線は、図１（ｂ）中の矢印で示される方向からこのシャーレ１０に対して入射する。
【００１８】
このシャーレ１０における本体１１は、例えば、洗浄や殺菌処理が可能で生細胞への影響が小さい軽金属からなり、円形の底面１２と、その周囲の側壁１３で構成され、底面１２上に液体（培養液等）を収容できる。底面１２の中央部には、円形の開口部１４が設けられ、開口部１４の周囲は、底面が掘り下げられた窓枠固定部１５となっている。Ｘ線は、この開口部１４を通してシャーレ１０の内部に照射される。このシャーレ１０においては、窓枠固定部１５に矩形形状の窓枠部２０が嵌合し、その上に金属製の窓枠カバー１６が設置され、２箇所でネジ１７によって固定される。例えば窓枠固定部１５の１辺を８ｍｍ程度の大きさとすることができる。これに対応して、開口部１４の大きさは例えば直径３ｍｍφとすることができる。
【００１９】
窓枠固定部１５に設置される窓枠部２０の斜視図が図２である。窓枠部２０は、上下のシリコーンゴム膜（弾性膜）２１に窒化シリコン膜（薄膜）２２が挟まれた矩形体形状の構成を具備する。上下のシリコーンゴム膜２１の中央部には、丸形の弾性膜開口（開口）２１１が設けられており、弾性膜開口２１１の中心は、シャーレ１０の底面の開口部１４の中心と略一致するように構成されている。また、弾性膜開口２１１は、底面１２の開口部１４内に収まる程度の大きさとすることが好ましく、上記の大きさに対応して、例えば１〜２ｍｍφとすることができる。この構成により、開口部１４を通過したＸ線は、弾性膜開口２１１中の窒化シリコン膜２１を透過してシャーレ１０の内部に達する。すなわち、窒化シリコン膜２２はＸ線を透過させる薄膜窓を構成する材料となり、弾性膜開口２１１に対応した箇所の窒化シリコン膜２２が薄膜窓となる。
【００２０】
シリコーンゴム膜２１の厚さは、０．０５〜１．５ｍｍ程度とすることができる。その厚さは、窓枠部２０を窓枠カバー１６を用いて窓枠固定部１５で固定できるように適宜設定される。この際、この窓枠部２０によって開口部１４が封止されるように窓枠部２０は固定される。
【００２１】
窒化シリコン膜２２はシリコーンゴム膜２１よりも薄く、その厚さは、Ｘ線の透過率を高く保つことができる厚さとして、１μｍ以下であり、例えば０．１μｍとすることができる。その大きさはシリコーンゴム膜２１と同様であるが、弾性膜開口２１１よりも大きくかつこの窓枠部２０を窓枠固定部１５に設置した際の気密性、強度が保たれる限りにおいて、シリコーンゴム膜２１より小さくすることもできる。窒化シリコン膜２２は、例えば基板上に化学気相成長法等によって形成した後でこの基板をエッチングすること等によって、薄膜として形成されたものを用いることができる。
【００２２】
ここで、シリコーンゴム膜２１は厚いためにＸ線、特に軟Ｘ線の透過率は小さく、実質的にＸ線は弾性膜開口２１１中の窒化シリコン膜２２のみを透過する。従って、弾性膜開口２１１の大きさは、このＸ線が透過する窓の大きさを規定する。この面積が大きいほどシャーレ１０内部へのＸ線の照射が容易であるが、一方で、窓としての強度あるいは耐圧は、この面積が大きいほど低下する。従って、弾性膜開口２１１は２ｍｍφ以下とすることが好ましい。
【００２３】
底面１２（本体１１）における窓枠固定部１５周辺の構造の斜視図が図３である。ここでは、窓枠部２０、窓枠カバー１６等は記載されていない。窓枠固定部１５は、底面１２が部分的に掘り下げられて形成され、その中心に開口部１４が形成されている。なお、ここでは、窓枠固定部１５の四隅は、窓枠部２０の着脱を容易にするために円形に加工されている。窓枠固定部１５の外側には、窓枠カバー１６を固定するネジ１７に対応したネジ穴１７Ａが形成されている。こうした構成により、窓枠部２０を、図１（ｂ）中の上側（放射線が入射する側と反対側）から窓枠部２０を窓枠カバー１６を用いて押圧し、底面１２に取り外し自在として固定することができる。
【００２４】
窓枠固定部１５の大きさは、窓枠部２０が嵌合するように設定される。その掘り下げられた深さは、窓枠部２０の厚さ（シリコーンゴム膜２１の厚さの約２倍）よりも浅くする。このシリコーンゴム膜２１は弾性変形をするため、これにより、窓枠カバー１６をネジ１７で固定することによって、窓枠部２０が底面１２に固定される。この構成においては、シリコーンゴム膜２１がＯリングの役割を果たすため、窓枠部２０と底面１２との間は密封され、開口部１４は封止される。Ｘ線を照射する際には、後述するように、図１（ｂ）中では窓枠部２０の下側が真空、上側が大気圧となるため、上側から下側に大気圧に相当する圧力が印加される。この際、窓枠部２０は、真空側（放射線が入射する側）とは反対側から窓枠固定部１５（底面１２）に押圧されて固定されるため、この封止には悪影響は与えない。従って、弾性膜開口２１１中の窒化シリコン膜２２が破損しない限り、窓枠部２０の下側の真空は維持される。
【００２５】
本体１１の上側は開放されており、内部への培養液や生物試料の出し入れがしやすい形態となっている。ただし、図４に示されるように、この上側を覆う蓋７０が取り付けられる形態とされる。本体１１の側壁上面１８には、円形に溝が形成され、その中には例えばバイトン製のＯリング１９が設けられる。蓋７０の蓋下面７１は、この側壁上面１８と接するように設定され、蓋７０と本体１１とは、この状態でネジ７２によって固定される。この際、Ｏリング１９によって、シャーレ１０内の空間は密封され、例えばこの内部をある特定の雰囲気、例えば一定のＣＯ２濃度とすることが可能である。なお、シャーレ１０内部の状態が肉眼で観察できるように、蓋７０をガラス等の透明な材料で構成することが好ましい。
【００２６】
なお、底面１２の下側の面（放射線が入射する側の面）にも、側壁上面１８と同様に、開口部１４を囲んで円形の溝が形成され、その中に上記と同様のＯリング８１が設けられる。このＯリング８１は、このシャーレ１０をＸ線照射装置フランジ８０に設置する際のシールの役割を果たす。
【００２７】
このシャーレ１０中に培養液９０を入れ、その中で生物試料（細胞）９１を培養する際の形態の断面図（図１（ｂ）に対応）が図５である。この形態については、特許文献１の段落番号００７１以降に記載されているものと同様である。前記の通り、窓枠部２０と窓枠固定部１５（底面１２）との間は密封されるため、ここから培養液９０や生物試料９１が漏れることはない。この構成により、生物試料９１はシャーレ１０内で安定して培養されるため、窒化シリコン膜２２の表面上においても生物試料９１は増殖する。この際、シャーレ１０内部側における窒化シリコン膜２２の表面に細胞接着分子（コラーゲン等）を予め塗布しておけば、更に効率的に窒化シリコン膜２２の表面でこの生物試料（細胞）９１を増殖させることが可能である。また、この状態でシャーレ１０を傾けても、シャーレ１０の内部はＯリング１９等によって密封されているため、培養液９０や生物試料９１が漏れることはない。
【００２８】
次に、生物試料９１の培養後に、この生物試料９１に対して放射線を照射する場合の形態の断面構造を図６に示す。図６においても鉛直方向が黒矢印で示されている。ここでは、シャーレ１０を図５の状態から鉛直方向に９０°回転させてＸ線照射装置フランジ８０に取り付ける。Ｘ線照射装置フランジ８０は、Ｘ線照射装置（例えば放射光ビームライン）の末端部であり、Ｘ線照射装置フランジ８０の開口から高強度のＸ線がこのシャーレ１０側に照射される。Ｘ線照射装置側は、一般的にはＸ線を透過させるために真空となっているのに対し、シャーレ１０の内部は大気圧となっているが、Ｘ線照射装置側の真空は、Ｏリング８１と、窓枠部２０によって維持される。なお、Ｘ線照射装置側は真空となっているためにシャーレ１０に対して吸引力が働き、シャーレ１０はＸ線照射装置フランジ８０に固定される。ただし、シャーレ１０の外周部とＸ線照射装置フランジ８０とをネジを用いて機械的に固定する構成とすることもできる。
【００２９】
図６の構成により、Ｘ線照射装置から発せられたＸ線を、弾性膜開口２１１中の窒化シリコン膜２２上の生物試料９１に照射することができる。Ｘ線ビームの形態は任意であるが、集光光学系を通して、例えば窒化シリコン膜２２上における集光サイズを半値幅で４０μｍ程度とすることができる。この場合は、集光されて高強度となったＸ線を窒化シリコン膜２２上の生物試料９１に照射することができる。なお、図６においては、図５の状態のままで蓋７０を装着しているが、培養液９０を除去した場合、あるいは培養液９０の流動性が低く蓋７０を取り外しても培養液９０が流れ出さない場合には、蓋７０を取り外した状態でＸ線を照射してもよい。
【００３０】
この構成の場合、Ｘ線は、窒化シリコン膜２２と、その直上の生物試料９１に照射される。前記の通り、窒化シリコン膜２２は、軽元素のみで構成され、かつその厚さは１μｍ以下と薄いため、比較的吸収の大きな軟Ｘ線であっても、その透過率を高くすることができる。また、生物試料９１は、間隔を置かずに窒化シリコン膜２２上に存在するため、培養液９０（水）中でのＸ線の吸収も無視できる。
【００３１】
また、窒化シリコン膜２２は大気圧と真空との境界の窓となるため、両側の大きな圧力差に耐えうる強度をもつ必要があるが、この構成においては、弾性膜開口２１１が１〜２ｍｍ角、開口部１４の大きさが３ｍｍφであり、共に小さい。従って、この強度は充分に保たれる。
【００３２】
また、この構成においては、シャーレ１０を図６の形態とし、水平方向からＸ線を入射させて用いることができる。放射光、Ｘ線レーザー等のＸ線を発する光源は多種類あるが、一般には、Ｘ線はこれらの光源から水平方向（鉛直方向と垂直な方向）に発せられる場合が多い。上記の構成は、こうした水平方向にＸ線を発する光源を用いる場合に特に有利である。
【００３３】
このように、このシャーレ１０を用いて生物試料９１を培養し、これに高効率でＸ線を照射することができる。
【００３４】
実際にこうした作業（実験）を行うに際しては、様々な試料に対して同様の作業を行い、Ｘ線を照射した試料を多数作成することが必要になる場合が多い。こうした場合においては、一般的に微生物の培養で用いられているガラス製シャーレと同様に、使用後のシャーレ１０を洗浄、殺菌し、その後で再び洗浄液９０等を導入して用いることが好ましい。この場合、シャーレ１０の内部を洗浄するに際しては、この中で最も薄く破損する可能性が高い窒化シリコン膜２２を、窓枠部２０ごと取り外して行うことができる。洗浄後、新たに準備した窓枠部２０（窒化シリコン膜２２）を新たに装着すれば、他の生物試料９１を培養することができる。すなわち、このシャーレ１０を、通常の微生物培養に用いられているガラス製シャーレと同様に繰り返し用いることができる。
【００３５】
これに対して、特許文献１に記載の技術においては、Ｘ線照射は上記と同様に行うことができるものの、窒化シリコン膜が洗浄時に破損する可能性が高いため、洗浄後に再び生物試料を培養することは困難である。従って、特許文献１に記載の試料検査装置の生物試料を培養する周辺の部分は、実質的に使い捨てとなる。
【００３６】
また、生物試料９１の培養をこのシャーレ１０で行わず、例えば培養用マルチウェルプレート内で、窒化シリコン膜２２を基板としてその上で生物試料９１を培養してもよい。この場合、この窒化シリコン膜２２を用いてシャーレ１０を組み立てて更に培養を行うことができ、あるいはそのままＸ線照射を行うこともできる。すなわち、生物試料の培養をシャーレ毎に行うのではなく、窒化シリコン膜（薄膜）毎に行うこともできる。
【００３７】
また、生物試料９１に照射するＸ線の波長に応じて、窒化シリコン膜２２を、他の材質で構成された膜に置き換えた方がよい場合もある。例えば、短波長（高エネルギー）のＸ線を照射する場合には、ベリリウム膜をこの代わりに用いる場合もあるが、こうした場合でも、シャーレ１０の本体１１はそのまま用い、窓枠部２０（窒化シリコン膜２２）のみを交換して用いることができる。また、長時間のＸ線照射後に窒化シリコン膜２２が変質して劣化する場合もあるが、こうした場合でも、これを交換することは容易である。窒化シリコンの代わりに用いられる材料としては、高分子材料、カーボン、炭化シリコン等がある。
【００３８】
更に、生物試料９１が窒化シリコン膜２２上に残った状態で窓枠部２０を本体１１から取り外し、持ち運ぶことも容易である。従って、例えばこの状態のまま、光学顕微鏡や蛍光顕微鏡等でこの生物試料を観察することも容易である。この際、窓枠部２０（シリコーンゴム膜２１）を、取り扱いに適した大きさ、厚さとすることができるため、その取り扱いも容易である。
【００３９】
なお、上記の例では、シリコーンゴムを弾性膜２１の材料として用いた場合につき記載したが、シリコーンゴムと同様に、弾性変形をし、かつ窓枠部２０と底面１２との間の気密性を得ることのできる材料であれば、同様に用いることができることは明らかである。
【００４０】
また、上記の例では、Ｘ線を照射する場合について説明したが、Ｘ線以外にも、大気中や水中での吸収が大きな放射線を試料に照射する場合においても、この放射線照射試料用シャーレが有効であることは明らかである。例えば、Ｘ線の代わりに粒子線（電子線や陽子線等）や紫外線を照射する場合においても同様である。また、試料は必ずしも生物である必要はなく、同様に薄膜窓上に設置できる試料であれば、これに高効率で放射線を照射できることは明らかである。
【００４１】
（実施例）
実際に、上記の構成の放射線照射試料用シャーレを用いて、生物試料を培養し、これにＸ線を照射する実験を行った。ここで、シャーレの本体の材料はアルミニウムとし、窓枠部の大きさは８ｍｍ角とした。窒化シリコン膜の厚さは０．１μｍとし、圧力が印加されない状態での厚さが０．２ｍｍであるシリコーンゴムを弾性膜の材料とし、開口は１ｍｍ角とした。底面における窓枠固定部の深さは０．１ｍｍとした。
【００４２】
この中に培養液としてダルベッコ変法イーグル培地（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅａｇｌｅ’ｓ Ｍｅｄｉｕｍ）を入れて肺腺癌細胞Ａ５４９を培養した。この際に、雰囲気におけるＣＯ２濃度を５％として蓋をし、１日間保持した。
【００４３】
その後、このシャーレを図６の構成で軟Ｘ線レーザー照射装置に設置し、軟Ｘ線レーザーを上記の細胞に対して照射した。ここで、軟Ｘ線としては、波長１３．９ｎｍ（８９ｅＶ）、パルス幅が７ｐｓｅｃのものを用い、集光光学系を用い、生物試料（培養液）付近における集光サイズは４０μｍ程度とした。前記の窒化シリコン膜のこの波長の軟Ｘ線に対する透過率は４０％程度である。
【００４４】
放射線照射後の生物試料（肺腺癌Ａ５４９）の免疫蛍光染色法による蛍光分析を行えば、この照射によって細胞核内のＤＮＡ２本鎖切断が生じている箇所の発光が確認できる。この１回のパルス照射後の蛍光写真を図７に示す。これより、１回のパルス照射でもこの生物試料に対して充分な照射量で軟Ｘ線が照射されたことが確認できた。また、その後でこの放射線照射試料用シャーレを洗浄し、窒化シリコン膜を交換して、同様の実験を繰り返し行うことが可能であった。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 放射線照射試料用シャーレ
１１ 本体
１２ 底面
１３ 側壁
１４ 開口部
１５ 窓枠固定部
１６ 窓枠カバー
１７、７２ ネジ
１７Ａ ネジ穴
１８ 側壁上面
１９、８１ Ｏリング
２０ 窓枠部
２１ シリコーンゴム膜（弾性膜）
２２ 窒化シリコン膜（薄膜）
７０ 蓋
７１ 蓋下面
８０ Ｘ線照射装置フランジ
９０ 培養液
９１ 生物試料（細胞）
２１１ 弾性膜開口（開口）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面と当該底面の周囲に形成された側壁に囲まれた中に存在する試料に対して前記底面に設けられた薄膜窓を通して放射線を照射させることのできる放射線照射試料用シャーレであって、
前記薄膜窓を構成する薄膜が、開口を有する２枚の弾性体膜の間に挟まれた構成をもつ窓枠部を具備し、
前記底面には開口部が形成され、前記窓枠部は、前記放射線が入射する側とは反対側から前記底面に押圧されて取り外し自在とされた状態で前記開口部を封止して固定される構成を具備することを特徴とする放射線照射試料用シャーレ。
【請求項２】
前記底面における前記放射線が入射する側の面において、前記開口部を囲んでＯリングが設置される溝が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の放射線照射試料用シャーレ。
【請求項３】
前記試料が存在する空間を封止し、前記底面と反対側において設置される蓋を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線照射試料用シャーレ。
【請求項４】
前記薄膜は窒化シリコンで構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の放射線照射試料用シャーレ。
【請求項５】
前記弾性体膜はシリコーンゴムで構成されたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の放射線照射試料用シャーレ。
【請求項６】
前記放射線はＸ線又は粒子線であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の放射線照射試料用シャーレ。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の放射線照射試料用シャーレ中における前記薄膜窓上に試料を配置して放射線を照射することを特徴とする放射線照射方法。
【請求項８】
前記試料は生物試料であり、前記放射線照射試料用シャーレ内部における前記薄膜窓の表面に細胞接着分子を塗布した後に前記放射線照射試料用シャーレ内で前記生物試料を培養し、前記生物試料に放射線を照射することを特徴とする請求項７に記載の放射線照射方法。
【請求項９】
鉛直方向と垂直な方向に発せられた前記放射線を前記試料に照射することを特徴とする請求項７又は８に記載の放射線照射方法。
【請求項１】
底面と当該底面の周囲に形成された側壁に囲まれた中に存在する試料に対して前記底面に設けられた薄膜窓を通して放射線を照射させることのできる放射線照射試料用シャーレであって、
前記薄膜窓を構成する薄膜が、開口を有する２枚の弾性体膜の間に挟まれた構成をもつ窓枠部を具備し、
前記底面には開口部が形成され、前記窓枠部は、前記放射線が入射する側とは反対側から前記底面に押圧されて取り外し自在とされた状態で前記開口部を封止して固定される構成を具備することを特徴とする放射線照射試料用シャーレ。
【請求項２】
前記底面における前記放射線が入射する側の面において、前記開口部を囲んでＯリングが設置される溝が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の放射線照射試料用シャーレ。
【請求項３】
前記試料が存在する空間を封止し、前記底面と反対側において設置される蓋を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線照射試料用シャーレ。
【請求項４】
前記薄膜は窒化シリコンで構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の放射線照射試料用シャーレ。
【請求項５】
前記弾性体膜はシリコーンゴムで構成されたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の放射線照射試料用シャーレ。
【請求項６】
前記放射線はＸ線又は粒子線であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の放射線照射試料用シャーレ。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の放射線照射試料用シャーレ中における前記薄膜窓上に試料を配置して放射線を照射することを特徴とする放射線照射方法。
【請求項８】
前記試料は生物試料であり、前記放射線照射試料用シャーレ内部における前記薄膜窓の表面に細胞接着分子を塗布した後に前記放射線照射試料用シャーレ内で前記生物試料を培養し、前記生物試料に放射線を照射することを特徴とする請求項７に記載の放射線照射方法。
【請求項９】
鉛直方向と垂直な方向に発せられた前記放射線を前記試料に照射することを特徴とする請求項７又は８に記載の放射線照射方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−６７１３３（Ｐ２０１１−６７１３３Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２０８３１（Ｐ２００９−２２０８３１）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（５０５３７４７８３）独立行政法人 日本原子力研究開発機構 (727)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（５０５３７４７８３）独立行政法人 日本原子力研究開発機構 (727)
【Ｆターム（参考）】
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