• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of in situ solid-state NMR system for magnetically oriented microcrystal suspension

Research Project

Project/Area Number 17K05882
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Kusumi Ryosuke  京都大学, 農学研究科, 助教 (70546530)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords磁場配向 / 固体NMR / in situ測定 / 単結晶解析 / 微結晶懸濁体 / 化学シフトテンソル / in-situ測定 / 高分子構造 / in-situ解析
Outline of Final Research Achievements

A probe for measuring solid-state NMR of a Magnetically Oriented Microcrystal Suspension (MOMS) was developed. In this probe, a sample tube is rotated around an axis perpendicular to the static magnetic field (B0) but temporally stopped at the direction of the B0 every 180°. Under such a modulated rotation, the microcrystals in a liquid medium are aligned three-dimensionally by a torque arising from the anisotropic bulk magnetic susceptibility of the crystal. We obtained in situ solid-state 13C NMR spectra, which contains information on chemical shift anisotropy, by using the developed probe. Through the fitting analysis for the obtained NMR spectra, chemical shift tensors of microcrystals in a liquid were completely determined. These results clearly show that the in situ solid-state NMR of MOMS with the developed probe can be a powerful means to determine anisotropic interactions in NMR directly from the microcrystals dispersed in a liquid medium.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

汎用高分子や天然多糖,タンパク質・生体化合物など,高分子においてはX線回折や固体NMRといった主たる構造解析手法のための単結晶試料を準備することが難しい.本研究で開発した磁場配向微結晶懸濁体のin situ固体NMRを使用すれば,液体中にある微結晶から直接単結晶NMR解析を行うことができる.また,同手法は単結晶化が困難な物質の直接的な構造解析を可能とするだけでなく,生理条件下等でのin situ測定を介したダイナミクス・機能解析への道を拓くものである.よって,高分子構造・機能学等への波及効果はもちろん,生体分子の機能解明や創薬・医療工学への寄与の観点から社会的意義も極めて大きい.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (42 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 2 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Surface structural analysis of selectively 13C-labeled cellulose II by solid-state NMR spectroscopy2020

    • Author(s)
      Yusuke Kita, Ryosuke Kusumi, Tsunehisa Kimura, Motomitsu Kitaoka, Yusuke Nishiyama, Masahisa Wada
    • Journal Title

      Cellulose

      Volume: 27 Issue: 4 Pages: 1899-1907

    • DOI

      10.1007/s10570-019-02896-x

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highly swellable hydrogel of regioselectively aminated (1→3)-α-d-glucan crosslinked with ethylene glycol diglycidyl ether2020

    • Author(s)
      Qingfeng He, Ryosuke Kusumi, Satoshi Kimura, Ung-Jin Kim, Kenzo Deguchi, Shinobu Ohki, Atsushi Goto, Tadashi Shimizu, Masahisa Wada
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 237 Pages: 116189-116189

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2020.116189

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Moldable Crystalline α-Chitin Hydrogel with Toughness and Transparency toward Ocular Applications2020

    • Author(s)
      Isobe Noriyuki、Tsudome Mikiko、Kusumi Ryosuke、Wada Masahisa、Uematsu Katsuyuki、Okada Satoshi、Deguchi Shigeru
    • Journal Title

      ACS Applied Polymer Materials

      Volume: 2 Issue: 4 Pages: 1656-1663

    • DOI

      10.1021/acsapm.0c00087

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemical Shift Tensor Analysis of Uniaxially Oriented Cellulose Microcrystals2019

    • Author(s)
      久住 亮介, 木村 史子, 和田 昌久, 木村 恒久, 出口 健三, 大木 忍, 藤戸 輝昭, 後藤 敦, 清水 禎
    • Journal Title

      Journal of the Society of Materials Science, Japan

      Volume: 68 Issue: 8 Pages: 643-648

    • DOI

      10.2472/jsms.68.643

    • NAID

      130007691482

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • Year and Date
      2019-08-15
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In situ solid-state NMR of a magnetically oriented microcrystal suspension2019

    • Author(s)
      Ryosuke Kusumi, Hiroshi Kadoma, Masahisa Wada, Kazuyuki Takeda, Tsunehisa Kimura
    • Journal Title

      Journal of Magnetic Resonance

      Volume: 309 Pages: 106618-106618

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2019.106618

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Altered lignocellulose chemical structure and molecular assembly in CINNAMYL ALCOHOL DEHYDROGENASE-deficient rice2019

    • Author(s)
      Martin, A.F., Tobimatsu, Y., Kusumi, R., Matsumoto, N., Miyamoto, T., Lam, P.Y., Yamamura, M., Koshiba, T., Sakamoto, M., Umezawa, T.
    • Journal Title

      Science Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 17153-17153

    • DOI

      10.1038/s41598-019-53156-8

    • NAID

      120006893975

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 磁場配向NMR -反磁性体の磁場応答を利用した構造解析-2019

    • Author(s)
      久住 亮介
    • Journal Title

      日本核磁気共鳴学会機関誌

      Volume: 10 Pages: 57-63

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 一軸配向化させたセルロース微結晶の化学シフトテンソル解析2019

    • Author(s)
      久住亮介, 木村史子, 和田昌久, 木村恒久, 出口健三, 大木忍, 藤戸輝昭, 後藤敦, 清水禎
    • Journal Title

      材料

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130007691482

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal Orientation of Poly(L-Lactic Acid) Induced by Magnetic Alignment of a Nucleating Agent2018

    • Author(s)
      Kusumi Ryosuke, Teranishi Sachi, Kimura Fumiko, Wada Masahisa, Kimura Tsunehisa, Horikawa Yoshiki, Kawai Takahiko
    • Journal Title

      Polymers

      Volume: 10 Issue: 6 Pages: 653-653

    • DOI

      10.3390/polym10060653

    • NAID

      120006491961

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thermal and electrical properties of nanocellulose films with different interfibrillar structures of alkyl ammonium carboxylates2018

    • Author(s)
      Shimizu Michiko, Kusumi Ryosuke, Saito Tsuguyuki, Isogai Akira
    • Journal Title

      Cellulose

      Volume: 26 Issue: 3 Pages: 1657-1665

    • DOI

      10.1007/s10570-018-2155-y

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高濃度LiBr水溶液を用いて調製したセルロースヒドロゲルの力学特性2020

    • Author(s)
      三浦 周平,小林 加代子,久住 亮介,和田 昌久
    • Organizer
      第70回日本木材学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロースII板状結晶のバイオベースポリエステルに対する核剤効果2020

    • Author(s)
      小林 真弓,久住 亮介,小林 加代子,和田 昌久
    • Organizer
      第70回日本木材学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁場配向を利用したNMR構造解析2019

    • Author(s)
      久住 亮介, 木村 史子, 和田 昌久, 木村 恒久
    • Organizer
      第14回日本磁気科学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元拘束磁場下にある微結晶懸濁体のin situ固体NMR2019

    • Author(s)
      久住 亮介, 門間 啓, 和田 昌久, 木村 恒久, 武田 和行
    • Organizer
      第58回NMR討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 微結晶の三次元磁場配向機構を備えたin situ固体NMRプローブの開発2019

    • Author(s)
      門間 啓, 久住 亮介, 和田 昌久, 木村 恒久, 武田 和行
    • Organizer
      第58回NMR討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元磁場配向下にある微結晶懸濁体の in situ 固体 NMR2019

    • Author(s)
      久住 亮介, 門間 啓, 木村 恒久, 和田 昌久, 武田 和行
    • Organizer
      第68回高分子討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元磁場配向プローブを備えたin situ固体NMRシステムの構築 -セルロース系多糖の構造・ダイナミクス・特性理解への応用を目指して-2019

    • Author(s)
      久住亮介,門間啓,和田昌久,木村恒久,武田和行
    • Organizer
      セルロース学会第26回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁場配向微結晶懸濁体のin situ固体NMR -セルロース系材料への応用-2019

    • Author(s)
      門間啓,久住亮介,和田昌久,武田和行
    • Organizer
      セルロース学会第26回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 固体NMRによるパラミロンの構造解析2019

    • Author(s)
      久住亮介,大川峻,和田昌久
    • Organizer
      セルロース学会第26回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロースオリゴマーとアルカンのブロック共重合体の調製2019

    • Author(s)
      北野夏太郎,久住亮介,和田昌久,北岡本光
    • Organizer
      セルロース学会第26回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Polyion complex (PIC) nanoparticles of amino and carboxymethyl (1→3)-α-D-glucan synthesized by glucosyltransferase from S. salivarius2019

    • Author(s)
      He Qinfeng,和田昌久,久住亮介,木村聡,今井友也
    • Organizer
      セルロース学会第26回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 固体 NMR とラマン分光法を用いたキチン結晶多形の解析2019

    • Author(s)
      山下和也,久住亮介,今井友也,和田昌久
    • Organizer
      セルロース学会第26回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] グルコシルトランスフェラーゼGtfLによる合成多糖のエステル誘導体化2019

    • Author(s)
      浅井慎一,久住亮介,和田昌久,木村聡
    • Organizer
      セルロース学会第26回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] In situ solid-state NMR of three-dimensionally magnetically oriented microcrystal suspension2019

    • Author(s)
      H. Kadoma, R. Kusumi, M. Wada, T. Kimura, K. Takeda
    • Organizer
      8th Asia-Pacific NMR Symposium
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Applications of magnetically oriented microcrystal array and suspension to analysis of anisotropic interactions2019

    • Author(s)
      R. Kusumi, H. Kadoma, M. Wada, T. Kimura, K. Takeda
    • Organizer
      8th Asia-Pacific NMR Symposium
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 三次元磁場配向した微結晶懸濁体のin situ固体NMR2019

    • Author(s)
      門間啓,久住亮介,和田昌久,木村恒久,武田和行
    • Organizer
      高分子学会19-1NMR研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 13Cラベル化バクテリアセルロースの固体NMRによる構造解析2019

    • Author(s)
      長峰亮,久住亮介,和田昌久
    • Organizer
      第69回日本木材学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 磁場配向微結晶懸濁体のin situ固体NMR2018

    • Author(s)
      門間啓,久住亮介,和田昌久,木村恒久,武田和行
    • Organizer
      第13回日本磁気科学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 磁場配向を利用した微結晶粉末からの異方的相互作用の解析:擬単結晶から磁場配向懸濁体へ2018

    • Author(s)
      久住亮介,門間啓,和田昌久,木村恒久,武田和行
    • Organizer
      日本核磁気共鳴学会第57回NMR討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 磁場配向微結晶懸濁体のin situ固体NMR測定 - 磁場配向プローブの開発 -2018

    • Author(s)
      門間啓,久住亮介,和田昌久,木村恒久,武田和行
    • Organizer
      日本核磁気共鳴学会第57回NMR討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] グルコシルトランスフェラーゼGtfL産生多糖の構造解析2018

    • Author(s)
      久住亮介,浅井慎一,木村恒久,和田昌久,木村聡
    • Organizer
      高分子学会第67回高分子討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Carboxymethyl derivatization of (1-3)-Alpha-D-glucan synthesized by glucosyltransferase2018

    • Author(s)
      Qinfeng He, Ryosuke Kusumi, Masahisa Wada, and Tsunehisa Kimura
    • Organizer
      MoDeSt2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 固体NMRによる13C選択的ラベル化セルロースIIの構造解析2018

    • Author(s)
      久住亮介,喜多祐介,和田昌久,木村恒久,北岡本光,西山裕介
    • Organizer
      セルロース学会第25回年次大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 異なる表面官能基を有するセルロースIIオリゴマー結晶のポリ(L-乳酸)に対する核剤効果2018

    • Author(s)
      小林真弓,久住亮介,和田昌久,木村恒久,北岡本光
    • Organizer
      セルロース学会第25回年次大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] グルコシルトランスフェラーゼGtfLによる合成多糖の一次構造解析2018

    • Author(s)
      浅井慎一,久住亮介,和田昌久,木村恒久,木村聡
    • Organizer
      セルロース学会第25回年次大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Carboxymethylation of α-(1,3)-glucan synthesized by glucosyltransferase2018

    • Author(s)
      He Qinfeng,久住亮介,和田昌久,木村恒久
    • Organizer
      セルロース学会第25回年次大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] グルカンスクラーゼGtfLによる合成多糖の一次構造解析2018

    • Author(s)
      浅井慎一,久住亮介,和田昌久,木村恒久
    • Organizer
      高分子学会18-1NMR研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 13C選択的ラベル化したセルロースIIオリゴマーのNMRによる構造解析2018

    • Author(s)
      喜多祐介,久住亮介,和田昌久,木村恒久,西山裕介
    • Organizer
      高分子学会18-1NMR研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 生物繊維学分野 研究業績

    • URL

      http://www.fiber.kais.kyoto-u.ac.jp/results.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 生物繊維学分野ホームページ

    • URL

      http://www.fiber.kais.kyoto-u.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 核磁気共鳴装置、及び微結晶構造解析方法2019

    • Inventor(s)
      久住亮介、武田和行、木村恒久、門間啓
    • Industrial Property Rights Holder
      久住亮介、武田和行、木村恒久、門間啓
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 核磁気共鳴装置、及び微結晶構造解析方法2018

    • Inventor(s)
      久住亮介、武田和行、木村恒久、門間啓
    • Industrial Property Rights Holder
      久住亮介、武田和行、木村恒久、門間啓
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-162723
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi