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Active control of growth mode of organic molecules by femtosecond laser

Research Project

Project/Area Number 15K13380
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Optical engineering, Photon science
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

MORI YUSUKE  大阪大学, 工学研究科, 教授 (90252618)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高野 和文  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (40346185)
吉川 洋史  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50551173)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords光プロセシング / タンパク質結晶 / 渦巻き成長 / X線トポグラフィ / X線構造解析
Outline of Final Research Achievements

We investigated the principle of “an approach for promoting the growth of protein crystals by directly switching the crystal growth mode by femtosecond laser ablation”. We demonstrated that protein crystals with surfaces that are locally etched by femtosecond laser ablation show enhanced growth rates without losing crystal quality. There were appropriate laser irradiation conditions (especially the total pulse number) depending on materials. Fewer laser pulse number could not induce a spiral growth, contrary too many laser pulse number induced also poly crystals. Optical phase-sensitive microscopy and X-ray topography imaging techniques revealed that the local etching induces a screw dislocation then a spiral growth began from the screw dislocation. These findings prove that femtosecond laser ablation can actively switch the crystal growth mode, offering flexible control over the size and shape of protein crystals.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (41 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (31 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Improvement of metastable crystal of acetaminophen via control of crystal growth rate2018

    • Author(s)
      Nii Kosuke、Maruyama Mihoko、Okada Shino、Adachi Hiroaki、Takano Kazufumi、Murakami Satoshi、Yoshikawa Hiroshi Y.、Matsumura Hiroyoshi、Inoue Tsuyoshi、Imanishi Masayuki、Tsukamoto Katsuo、Yoshimura Masashi、Mori Yusuke
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 11 Issue: 3 Pages: 035501-035501

    • DOI

      10.7567/apex.11.035501

    • NAID

      210000136139

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      吉川 洋史、松崎 賢寿
    • Journal Title

      Seibutsu Butsuri

      Volume: 57 Issue: 6 Pages: 318-322

    • DOI

      10.2142/biophys.57.318

    • NAID

      130006230293

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
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      吉川洋史, 丸山美帆子
    • Journal Title

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      Volume: Vol.46 No.6 Pages: 248-248

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    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: Vol.10, No.2 Issue: 2 Pages: 025501-025501

    • DOI

      10.7567/apex.10.025501

    • NAID

      210000135769

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    • Journal Title

      J. Crystal Growth

      Volume: 452 Pages: 172-178

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2015.11.008

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      NATURE PHOTONICS

      Volume: Vol.10 Pages: 723-727

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      Yo. Mori, M. Maruyama, Y. Takahashi, H. Y. Yoshikawa, S. Okada, H. Adachi, S. Sugiyama, K. Takano, S. Murakami, H. Matsumura, T. Inoue, M. Yoshimura, and Yu. Mori
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      Volume: Vol.10, No.1 Issue: 1 Pages: 015501-015501

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      10.7567/apex.10.015501

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      Applied Physics Express

      Volume: Vol.9, No.3 Issue: 3 Pages: 035503-035503

    • DOI

      10.7567/apex.9.035503

    • NAID

      210000137835

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      M. Maruyama, Y. Hayashi, H. Y. Yoshikawa, S. Okada, H. Koizumi, M. Tachibana, S. Sugiyama, H. Adachi, H. Matsumura, T. Inoue, K. Takano, S. Murakami, M. Yoshimura and Y. Mori
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      Journal of Crystal Growth

      Volume: -

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      釣優香,仁井滉允,丸山美帆子,岡田詩乃,安達宏昭,吉川洋史,高野和文,村上聡,松村浩由,井上豪, 塚本勝男,吉村政志,森勇介
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      パシフィコ横浜, 神奈川
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      2017-03-14
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      藤本吏輝, 森陽一朗, 高橋義典, 丸山美帆子, 吉川洋史, 岡田詩乃, 安達宏昭, 高野和文, 村上聡, 松村浩由, 井上豪, 塚本勝男, 吉村政志, 森勇介
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      藤本吏輝, 森陽一朗, 高橋義典, 丸山美帆子, 吉川洋史, 岡田詩乃, 安達宏昭, 高野和文, 村上聡, 松村浩由, 井上豪, 塚本勝男, 吉村政志, 森勇介
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      釣優香, 高橋義典, 丸山美帆子, 吉川洋史, 岡田詩乃, 安達宏昭, 高野和文, 村上聡, 松村浩由, 井上豪, 塚本勝男, 吉村政志, 森勇介
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      R. Fujimoto, Yo. Mori, Y. Takahashi, M. Maruyama, H. Yoshikawa, S. Okada, H. Adachi, S. Sugiyama, K. Takano, S. Murakami, H. Matsumura, T. Inoue, K. Tsukamoto, M. Yoshimura, Yu. Mori
    • Organizer
      The 5th China-Japan Symposium on Crystal Growth and Crystal Technology
    • Place of Presentation
      Fuzhou, China
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      K. Nii, M. Maruyama, Y. Takahashi, H. Yoshikawa, S. Okada, H. Adachi, S. Sugiyama, K. Takano, S. Murakami, H. Matsumura, T. Inoue, K. Tsukamoto, M. Yoshimura, and Yu. Mori
    • Organizer
      The 5th China-Japan Symposium on Crystal Growth and Crystal Technology
    • Place of Presentation
      Fuzhou, China
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    • Author(s)
      藤本吏輝, 森陽一朗, 高橋義典, 丸山美帆子, 吉川洋史, 岡田詩乃, 安達宏昭, 杉山成, 高野和文, 村上聡, 松村浩由, 井上豪, 吉村政志, 森勇介
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷲メッセ, 新潟
    • Year and Date
      2016-09-14
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      H. Y. Yoshikawa, Y. Tominaga, M. Maruyama, M. Yoshimura, S. Sugiyama, H. Adachi, K. Tsukamoto, H. Matsumura, K. Takano, S. Murakami, T. Inoue, Y. Mori
    • Organizer
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18)
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場, 愛知
    • Year and Date
      2016-08-09
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    • Author(s)
      D. Suzuki, S. Nakabayashi, H. Y. Yoshikawa
    • Organizer
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18)
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場, 愛知
    • Year and Date
      2016-08-09
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  • [Presentation] フェムト秒レーザーアブレーションを用いた成長機構転換によるタンパク質結晶の高品質化2016

    • Author(s)
      冨永勇佑, 林佑紀, 中山智詞, 丸山美帆子, 高橋義典, 吉川洋史, 吉村政志, 杉山成, 安達宏昭, 高野和文, 村上聡, 松村浩由, 井上豪, 森勇介
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
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      東工大 大岡山キャンパス, 東京
    • Year and Date
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      ニセコ国際会議施設, 北海道
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      名古屋国際会議場, 愛知
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      2015-09-14
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      冨永勇佑, 丸山美帆子, 吉川洋史, 杉山成, 高橋義典, 安達宏昭, 松村浩由, 高野和文, 村上聡, 井上豪, 吉村政志, 森勇介
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
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      名古屋国際会議場, 愛知
    • Year and Date
      2015-09-13
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  • [Presentation] SPIRAL GROWTH OF PROTEIN CRYSTALS INDUCED BY FEMTOSECOND LASER ABLATION2015

    • Author(s)
      Y. Tominaga, M. Maruyama, H. Y. Yoshikawa, Y. Hayashi, S. Nakayama, Y. Takahashi, S. Sugiyama, H. Adachi, H. Matsumura, K. Takano, S. Murakami, T. Inoue, M. Yoshimura, and Y. Mori
    • Organizer
      20th American Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ACCGE-20)
    • Place of Presentation
      Big Sky, Montana, USA
    • Year and Date
      2015-08-03
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 「化学」, Vol.72, No.5, pp.21-25, "結晶を壊して大きくする!?-セレンディピティと異分野連携が生んだタンパク質結晶育成法"2017

    • Author(s)
      吉川洋史, 丸山美帆子
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      化学同人
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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