JP4382544B2

JP4382544B2 - テラヘルツ波照射方式

Info

Publication number: JP4382544B2
Application number: JP2004075300A
Authority: JP
Inventors: 潤一西澤; 治郎柴田
Original assignee: TERAHERTZ LABORATORY INCORPORATED
Current assignee: TERAHERTZ LABORATORY INCORPORATED
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2024-02-16
Also published as: JP2005224580A

Description

本発明でテラヘルツと称しているのは、０．０１テラヘルツから１０００テラヘルツの範囲内の電磁波を論する分子間や結晶内の原子間結合の共振周波数のある範囲を云うから、水蒸

のテラヘルツ波のうち、固有の振動数のテラヘルツ波を最適モードすなわち、最も効果的な周波数、時間、パワー、プロセスを正確に照射することによって、ガンやウィルスの細胞破壊、免疫細胞の活性化、酵素・触媒の作用、遺伝子組替え、ＤＮＡ操作、化学反応の制御、新薬の製造、細胞増殖、物質の分光分析などを有効にする技術分野に関する。

例えば、電子スピン共鳴法によるガン細胞の不対電子を検出する場合、細胞やガン細胞に磁場を加えておき、そこに０．０１ＴＨｚから１ＴＨｚ程度の電磁波を照射するとガン細胞中に多く存在する不対電子スピンが回転励起され共鳴吸収が起きるが、ここで、電磁波の透過ないしは反射強度を測定すればガン細胞それぞれに特有のＥＳＲ吸収線を検知できる。１００キロガウスの磁場で０．３ＴＨｚ帯の電磁波を照射すると、周波数が高いほど不対電子を含む分子の廻りの場は僅かに変わっても分離検出が可能になるが、同時にテラヘルツ主要帯の電磁波１ＴＨｚから１００ＴＨｚ中のテラヘルツ共鳴線に一致するテラヘルツ波を加えるとＥＳＲ共鳴線が変化し、微妙なガン細胞の同定や反応追跡に有効となるなどである。

例えば、ガンの温熱療法では加熱によって正常細胞も傷んでしまう場合がある。
放射線治療では、副作用を少なくするために照射箇所を限定し、且つ、線量をできるだけ抑えるために治療効果が落ちる場合がある。
また、血液中のウィルスや老廃物などの除去、溶液の精製、薬品の製造などの場合、各々の構成物質への効果と二次的な影響などのバランスを考慮して対象物全体に対して投薬や成分配合などの処理が行われている。

しかしながら、副作用や低能率、あるいは、処理範囲の限界などの問題が避けられない。従って、医療処理では、副次的な作用を抑え、より効果的に、あるいは、化学物質製造工程では、特定の分子反応を効果的に促進させるために、処理は対象物全体でなく、部分に限定できる方式が必要になる。

請求項１記載の発明は、生体細胞や化学薬品などの被照射物に、被照射物が有する固有の振動数のテラヘルツ波を照射する方式において、
加冷あるいは加熱手段を用いて、被照射物の照射箇所などを所定の温度に制御しながら、該テラヘルツ波を所定のモードで照射することを特徴とする。

この発明によれば、例えば、ガンの温熱治療において、薬の服用で正常細胞が傷まないところまで体温を上げ、その状態で、がん細胞にがん細胞が有する固有の振動数のテラヘルツ波を最適のモードすなわち必要量、必要時間、必要プロセスで照射するので、ガン細胞だけがテラヘルツ波のエネルギーを吸収して温度が上昇するなどして細胞が傷められるが、正常細胞はあまり影響を受けない。

請求項２記載の発明は、電磁波照射手段を用いて、被照射物の照射箇所などに所定の振動数の電磁波を照射しながら、更に、該テラヘルツ波を所定のモードで照射することを特徴とする。

例えば、製造工程で有機物を合成する場合、電磁波のうち遠赤外線をテラヘルツ波の照射箇所に照射して構成する分子の活性化を図りながら、更に、該有機物の特定分子の結合エネルギー相当のテラヘルツ波を最適条件で照射するので、該有機物の生産性が向上する。該電磁波照射で細胞の免疫力を上げながら該テラヘルツ波照射する方式もこの類である。

請求項３記載の発明は、電圧印加手段を用いて、被照射物の照射箇所などに所定の電圧を印加しながら、該テラヘルツ波を所定のモードで照射することを特徴とする。

この発明によれば、例えば、異種の遺伝子を細胞膜内に組み込む場合、細胞に高圧の直流パルス電圧を印加すると、細胞膜のもつ静電界が歪みあるいは一部破壊されて該遺伝子の結合エネルギー相応のテラヘルツ波が照射されるので、細胞膜内への遺伝子組み込みの操作性が上がる。

請求項４記載の発明は、磁界印加手段を用いて、被照射物の照射箇所などに所定の磁界を印加しながら、該テラヘルツ波を所定のモードで照射することを特徴とする。

この発明によれば、例えば、電解液が所定の形状の流管を通過している状態で交流磁界が印加されると、電解液の荷電状態や線速度などに応じて被照射物である電解液の流れが揺さぶられるので、電解液全体にテラヘルツ波が均一に照射され照射効率が良くなる。
あるいは、強力な磁場に有機化合物が置かれ、該テラヘルツ波が、所定のパワー、時間、サイクルで照射されると、高分子内の磁子などがこの影響を受け、構成分子のエネルギー状態が変化するので、該テラヘルツ照射だけでは難しかった微細な構造解析が可能になる。

請求項５記載の発明は、超音波出射手段を用いて、あるいは、流管の構造・形状・寸法などの設定により流体の振動・攪乱などの変化を生じさせる手段などを用いて、被照射物の照射箇所などに力学的作用をさせながら、該テラヘルツ波を所定のモードで照射することを特徴とする。

この発明によれば、例えば、被照射物である流体が流管を通過している状態でハイパワーの超音波が当てられると、該液体の中の高分子材料や微生物が力学的な衝撃や摩擦力を受けて夫々の構造に変化が現われる。この状態で該テラヘルツ波を照射すると、超音波を当てる前後で微生物の存在数に差が表れて、醗酵や醸成に影響が出てくる。

請求項６記載の発明は、材料供給手段を用いて、被照射物の照射箇所などに分子レベルで交互作用を来たす所定の化学薬品や酵素、ワクチン、微生物、触媒、特殊ガスなどを夫々の特性に応じて供給しながら、該テラヘルツ波を所定のモードで照射することを特徴とする。

この発明によれば、例えば、新薬の製造において、主材料や触媒・酵素を該テラヘルツ波が照射されている箇所に直接供給されるので、困難とされている化学反応が可能になり、あるいは、高効率での薬品生成が促進される。

請求項７記載の発明は、請求項１，２，３，４，５，又は６記載の手段を複数組み合わせて用いていることを特徴とする。

この発明によれば、例えば、環境汚染物質の混入している液体を無毒化する場合において、請求項１における加熱、請求項２における紫外線照射、請求項６における化学薬品と触媒物質の供給とが、テラヘルツ波照射による該汚染物質の分解に相乗効果をもたらす。

請求項８記載の発明は、被照射物の内部に、該テラヘルツ波が被照射物に浸透する深さの２倍程度の間隔で金属体が配置され、該金属体を介して該テラヘルツ波が所定のモードで照射されていること特徴とする。

この発明によれば、例えば、扁平状のセラック管内を流れている血液中に混在しているウィルスを殺傷する場合において、管内の血液流の厚みが該テラヘルツ波の浸透深さ以上あると該テラヘルツ波の照射作用がその深い部分に及ばなくなる。
しかし、血液中に金属体が浸透深さ以内の間隔で張り巡らされていて、該テラヘルツ波が該金属体の一部に照射されていると、前記血流の厚みがあっても該金属体によってテラヘルツ波のエネルギーがより深く伝達されるので該照射作用による効果が得られる。

本発明は、固有の振動数のテラヘルツ波を最適モードで照射することと、他のエネルギー供給手段とを組み合わせることによって、処理対象物全体に影響を与えずに、対象物の一部分だけを分子レベルで選択的に効率よく処理できる方式を提供することができるので、実用性に優れている。

図１は、請求項１、２、６、７、８に関し、薬品の生成についての模式図で、被照射物Ｔである新薬分子は、タンクＣ１から出た主材料がタンクＣ２の副材料と反応管Ｒで混合されたとき、遠赤外線ヒータＩＨによる加熱と紫外線パルス照射ＵＶによるエネルギー励起を得て、更に、新薬分子の結合エネルギーに相当するテラヘルツ波ｒ１をＴＨｚ光源から二次元走査可能な反射鏡Ｍ１を経て受け、また、反応管内に設置され、その間隔が該浸透深さの２倍以内に張り巡らされた金属体Ｍ２メッシュからのテラヘルツ波ｒ１の反射波ｒ２を受けて生成される。

図２は、請求項３、４、５、７、８に関し、図１に示した金属体Ｍ２が櫛状になっていて、端子Ａ、Ｂ間に高圧パルスが印加されると金属体間にある被照射物Ｔの細胞膜が弱くなり、その箇所を通して細胞内外の遺伝子組替えが可能となる。

破線で囲った磁極Ｃ、Ｄ間に交流磁界ＡＭが加わった場合、端子Ａ側から端子Ｂ側に流れている導電性流体の被照射物Ｔは、紙面の上下に揺すられて、該テラヘルツ波が均等に照射される。

図３は、請求項８に関し、（イ）は、図１に示す金属体メッシュの交差部分Ｐだけが金属になっていて該テラヘルツ波の被照射物Ｔへのエネルギー集中を可能にしている。

（ロ）は、（イ）この交差部分Ｐに超微小の超音波振動子ＵＳを併せて配置して、被照射物Ｔを励振させると、その力学的作用を受けて反応が促進される。

固有の振動数のテラヘルツ波を最適条件で照射することによって、被照射物を構成する特定の分子を選択的に感知・加工・操作・制御などを行う関連産業に利用できる。

本発明に係る薬品の生成についての模式図である。本発明に係る遺伝子組替えに関する略図である。本発明に係るテラヘルツ波の高効率照射に関する略図である。

符号の説明

Ｃ１主材料タンク
Ｃ２副材料タンク
Ｒ反応管
ＩＨ遠赤外線ヒータ
ＵＶ紫外線パルス
Ｔ被照射物
ｒ１、ｒ２テラヘルツ波
Ｍ１反射鏡
Ｍ２金属体
Ａ、Ｂ端子
Ｐ交差部分
ＵＳ超音波振動子
Ｃ、Ｄ磁極
ＡＭ交流磁界

Claims

被照射物の一部となる照射箇所に、前記被照射物が有する固有の振動数近くのテラヘルツ波を、前記テラヘルツ波を二次元走査して照射する反射鏡を介して、選択的に照射するテラヘルツ波照射手段と、
前記照射箇所を所定範囲の温度に制御する温度制御手段
とを備え、前記被照射物を測定・処理することを特徴とするテラヘルツ波照射方式。
被照射物の一部となる照射箇所に、前記被照射物が有する固有の振動数近くのテラヘルツ波を選択的に照射するテラヘルツ波照射手段と、
前記照射箇所に所定の振動数の電磁波を前記テラヘルツ波とは別個に照射する電磁波照射手段
とを備え、前記電磁波を照射しながら、前記テラヘルツ波を所定のパワー及び時間で照射することを特徴とするテラヘルツ波照射方式。
被照射物の一部となる照射箇所に、前記被照射物が有する固有の振動数近くのテラヘルツ波を選択的に照射するテラヘルツ波照射手段と、
前記照射箇所に直流パルス電圧を印加する電圧印加手段
とを備え、前記直流パルス電圧を印加しながら、前記テラヘルツ波を所定のパワー及び時間で照射することを特徴とするテラヘルツ波照射方式。
被照射物の一部となる照射箇所に、前記被照射物が有する固有の振動数近くのテラヘルツ波を選択的に照射するテラヘルツ波照射手段と、
前記照射箇所に交流磁界を印加する磁界印加手段
とを備え、前記照射箇所に交流磁界を印加しながら、前記テラヘルツ波を所定のパワー及び時間で照射することを特徴とするテラヘルツ波照射方式。
流体である被照射物の一部となる照射箇所に、前記被照射物が有する固有の振動数近くのテラヘルツ波を選択的に照射するテラヘルツ波照射手段と、
前記照射箇所に力学的作用を発生させる力学的作用発生手段
とを備え、前記被照射物が流管を通過している状態で前記照射箇所に力学的作用をさせながら、前記テラヘルツ波を所定のパワー及び時間で照射することを特徴とするテラヘルツ波照射方式。
被照射物の一部となる照射箇所に、前記被照射物が有する固有の振動数近くのテラヘルツ波を選択的に照射するテラヘルツ波照射手段と、
前記照射箇所に前記被照射物と分子レベルで交互作用を来たす材料を供給する材料供給手段
とを備え、前記照射箇所に材料を供給しながら、前記テラヘルツ波を所定のパワー及び時間で照射することにより前記被照射物と前記材料との化学反応を行うことを特徴とするテラヘルツ波照射方式。
前記被照射物の内部に、前記テラヘルツ波が前記被照射物に浸透する深さの２倍程度の間隔で金属体が配置され、該金属体を介して前記テラヘルツ波が反射されること特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のテラヘルツ波照射方式。
前記テラヘルツ波照射手段が、前記照射箇所に、前記テラヘルツ波を二次元走査して照射する反射鏡を備えること特徴とする請求項２，６，７のいずれか１項に記載のテラヘルツ波照射方式。