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Development of a new protein crystallization technique by the femtosecond laser irradiation at gel-solution or air-solution interfaces

Research Project

Project/Area Number 23360011
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

MORI Yusuke  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90252618)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) YOSHIKAWA Hiroshi  大阪大学, 大学院工学研究科, 招聘教員 (50551173)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥20,670,000 (Direct Cost: ¥15,900,000、Indirect Cost: ¥4,770,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2011: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Keywordsレーザー分子注入法 / タンパク質 / レーザー核発生 / 溶液撹拌 / ゲル / レーザー分子注入法 / レーザー核発生
Research Abstract

We developed a new protein crystallization technique by the femtosecond laser irradiation at gel-solution or air-solution interfaces.
The laser irradiation near the interfaces under optimized conditions could induce the nucleation at very low supersaturation, where no nucleation could be induced even by the femtosecond laser irradiation of bulk solutions. We applied solution-stirring technique to the crystals nucleated at gel-solution interfaces, and succeeded to improve crystal quality.

Report

(4 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (73 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (60 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] A new practical technique for high quality protein crystallization with the solution stirring technique at the interface between high-concentrated hydrogel and solution2014

    • Author(s)
      Y.Aoki, M.Maruyama, Y.Takahashi, M.Yoshimura, H.Y.Yoshikawa, S.Sugiyama, H.Adachi, K.Takano, S.Murakami, H.Matsumura, T.Inoue, and Y.Mori
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: (印刷中) Issue: 6 Pages: 065502-065502

    • DOI

      10.7567/jjap.53.065502

    • NAID

      210000144031

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    • Journal Title

      Chemical Society Reviews

      Volume: Vol.43, No.7 Issue: 7 Pages: 2147-2158

    • DOI

      10.1039/c3cs60226e

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      Y. Aoki 他
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      Volume: Accepted

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    • Journal Title

      CRYSTAL GROWTH & DESIGN

      Volume: Vol.13, Issue 4 Issue: 4 Pages: 1491-1496

    • DOI

      10.1021/cg301618h

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    • Journal Title

      Crystal Growth & Design

      Volume: Vol.12, Issue 6 Issue: 6 Pages: 2856-2863

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      Shigeru Sugiyama
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      Volume: 134(13) Issue: 13 Pages: 5786-5789

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      R.Murai, H.Y.Yoshikawa, H.Hasenaka, Y.Takahashi, M.Maruyama, S.Sugiyama, H.Adachi, K.Takano, H.Matsumura, S.Murakami, T.Inoue, and Y.Mori
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: Vol.510, Issues 1-3 Issue: 1-3 Pages: 139-142

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2011.05.016

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      レーザー学会学術講演会第34回年次大会
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      北九州国際会議場、福岡
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      長野勤労者いこいの村アゼィリア飯綱、長野
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      M.Maruyama, M.Nakayama, G.Sazaki, Y.Takahashi, M.Yoshimura, T.Nakamura, H.Y.Yoshikawa, S.Sugiyama, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, T.Inoue, S.Murakami, and Y.Mori
    • Organizer
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      Alabama, USA
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      第73回応用物理学会学術講演会
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      愛媛大学・松山大学、愛媛
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      2011-11-03
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      The 12th International Symposium on Laser Precision(LPM2011)
    • Place of Presentation
      Takamatsu, Kagawa
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    • Author(s)
      M.Maruyama, M.Nakamura, Y.Takahashi, S.Sugiyama, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, T.Inoue, S.Murakami and Y.Mori
    • Organizer
      Eco-materials and Eco-innovation for Global Sustainability (ECO-MATES 2011)
    • Place of Presentation
      Osaka
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  • [Presentation] Improvement of Crystal Qualities by solution stirring techniques2011

    • Author(s)
      M.Maruyama, K.Murakami, Y.Takahashi, M.Imade, M.Yoshimura, S.Murakami, and Y.Mori
    • Organizer
      XXII Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography(IUCr2011)
    • Place of Presentation
      Madrid, Spain
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  • [Presentation] Protein crystallization controlled by femtoseocnd laser-induced cavitation bubbles2011

    • Author(s)
      H.Yoshikawa, et al
    • Organizer
      The 12th International Symposium on Laser Precision (LPM2011)
    • Place of Presentation
      Takamatsu, Kagawa(招待講演)(Tu2-I-3)
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  • [Presentation] Improvement of Crystal Qualities by solution stirring techniques2011

    • Author(s)
      M. Maruyama, et al
    • Organizer
      XXII Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr 2011)
    • Place of Presentation
      Madrid, Spain(MS49.P06(C534))
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    • Author(s)
      M.Maruyama, et al
    • Organizer
      Eco-materials and Eco-innovation for Global Sustainability (ECO-MATES 2011)
    • Place of Presentation
      Osaka(PT5-6)
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  • [Presentation] 構造解析に向けた有機・タンパク質結晶化技術の新展開

    • Author(s)
      森 勇介
    • Organizer
      2013年日本結晶成長学会特別講演会
    • Place of Presentation
      国際会議場, 東京
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  • [Presentation] フェムト秒レーザー誘起結晶化によるインドメタシンの結晶多形制御

    • Author(s)
      池田 憲治 他
    • Organizer
      日本薬剤学会第28年会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち, 愛知
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  • [Presentation] 超音波印加によるアセトアミノフェン、インドメタシンの結晶多形制御

    • Author(s)
      森 陽一朗 他
    • Organizer
      日本薬剤学会第28年会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち, 愛知
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  • [Presentation] アセトアミノフェン多形制御に向けた結晶化溶媒の検討

    • Author(s)
      山田 利彦 他
    • Organizer
      日本薬剤学会第28年会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち, 愛知
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  • [Presentation] The optimization of solution flow rate producing highquality and large protein crystals

    • Author(s)
      Y. Hayashi et al.
    • Organizer
      17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy-ICCGE-17
    • Place of Presentation
      Warsaw, Poland
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  • [Presentation] Polymorphism control of pharmaceutical compound acetaminophen by ultrasonic irradiation

    • Author(s)
      Y. Mori et al.
    • Organizer
      17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy-ICCGE-17
    • Place of Presentation
      Warsaw, Poland
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  • [Presentation] Improvement of femtosecond laser-induced nucleation technique for proteins:Studies of effect of gel-solution interface

    • Author(s)
      S. Nakayama et al.
    • Organizer
      17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy-ICCGE-17
    • Place of Presentation
      Warsaw, Poland
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  • [Presentation] フェムト秒レーザー誘起結晶化による医薬化合物インドメタシンの結晶多形制御

    • Author(s)
      池田 憲治 他
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学, 京都
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  • [Presentation] 超音波印加による医薬化合物の準安定相晶出

    • Author(s)
      森 陽一朗 他
    • Organizer
      第37回結晶成長討論会
    • Place of Presentation
      長野勤労者いこいの村アゼィリア飯綱, 長野
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  • [Presentation] レーザー誘起結晶化技術を用いた医薬化合物の準安定相晶出

    • Author(s)
      池田 憲治 他
    • Organizer
      第43回結晶成長国内会議(NCCG-43)
    • Place of Presentation
      長野市生涯学習センター, 長野
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    • Author(s)
      森 陽一朗 他
    • Organizer
      第43回結晶成長国内会議(NCCG-43)
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      長野市生涯学習センター, 長野
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  • [Presentation] 医薬化合物アセトアミノフェンの多形晶出に及ぼす溶媒種の影響

    • Author(s)
      山田 利彦 他
    • Organizer
      第43回結晶成長国内会議(NCCG-43)
    • Place of Presentation
      長野市生涯学習センター, 長野
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  • [Presentation] フェムト秒レーザーを用いたタンパク質の結晶核発生技術~キャビテーションバブル挙動制御による技術の高度化~

    • Author(s)
      中山 智詞 他
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第34回年次大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場, 福岡
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  • [Presentation] フェムト秒レーザーを用いたタンパク質結晶の成長制御

    • Author(s)
      冨永 勇佑
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学相模原キャンパス, 神奈川
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  • [Presentation] Bio-applications of ultrafast laser pulses to protein crystallization and cell adhesion strength measurement

    • Author(s)
      吉川 洋史
    • Organizer
      エクストリームフォトニクスセミナー
    • Place of Presentation
      理化学研究所・埼玉県和光市
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  • [Presentation] 超短パルスレーザーによる膜タンパク質の結晶核発生~界面活性剤のキャビテーションバブルへの影響~

    • Author(s)
      中山 智詞 他
    • Organizer
      第73回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学/松山大学
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  • [Presentation] Improvement of Femtosecond Laser-induced Nucleation Technique for Proteins: Studies of the Correlation with Cavitation Bubble Dynamics

    • Author(s)
      S. Nakayama et al.
    • Organizer
      14th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules(ICCBM14)
    • Place of Presentation
      Huntsville, Alabama, USA
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    • Author(s)
      M. Maruyama et al.
    • Organizer
      14th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules(ICCBM14)
    • Place of Presentation
      Huntsville, Alabama, USA
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    • Author(s)
      Y. Aoki et al.
    • Organizer
      14th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules(ICCBM14)
    • Place of Presentation
      Huntsville, Alabama, USA
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  • [Presentation] 集光短パルスレーザーを駆使したタンパク質結晶化・細胞接着力測定法の開発

    • Author(s)
      吉川 洋史
    • Organizer
      第8回鴨叡会・生命分子化学科セミナー
    • Place of Presentation
      京都府立大学
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  • [Presentation] ゲル上撹拌法におけるゲル効果の評価

    • Author(s)
      青木 裕介 他
    • Organizer
      第42回結晶成長国内会議(NCCG-42)
    • Place of Presentation
      九州大学
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    • Author(s)
      林 佑紀 他
    • Organizer
      第42回結晶成長国内会議(NCCG-42)
    • Place of Presentation
      九州大学
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  • [Presentation] 超短パルスレーザーを用いた有機結晶核発生~固相ゲル界面効果の検証~

    • Author(s)
      中山 智詞 他
    • Organizer
      第42回結晶成長国内会議(NCCG-42)
    • Place of Presentation
      九州大学
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  • [Presentation] 溶液状態制御による医薬化合物インドメタシンの結晶多形制御

    • Author(s)
      池田 憲治 他
    • Organizer
      第42回結晶成長国内会議(NCCG-42)
    • Place of Presentation
      九州大学
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      西村 健 他
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      第42回結晶成長国内会議(NCCG-42)
    • Place of Presentation
      九州大学
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      森 陽一朗 他
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      第42回結晶成長国内会議(NCCG-42)
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      九州大学
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      林 佑紀 他
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      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学
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    • Author(s)
      吉川洋史、丸山美帆子、杉山成
    • Total Pages
      290
    • Publisher
      シーエムシー出版
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    • Inventor(s)
      森勇介, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-067629
    • Filing Date
      2013-03-27
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    • Inventor(s)
      森勇介、他
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-067629
    • Filing Date
      2013-03-27
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Published: 2011-04-06   Modified: 2019-07-29  

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