| Project/Area Number |
23K25131
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| Project/Area Number (Other) |
22H03877 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Inoue Ichiro 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 研究員 (30783401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲葉 理美 北海道大学, 先端生命科学研究院, 助教 (70785493)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥14,430,000 (Direct Cost: ¥11,100,000、Indirect Cost: ¥3,330,000)
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| Keywords | X線自由電子レーザー / X線回折 / 放射光 / ダブルパルス / 構造解析 / アト秒 / 集光ミラー / 禁制反射 / ナノ集光 / X線構造解析 / Advanced KBミラー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、nmサイズの極微小タンパク質結晶試料の構造解析を実現することを目指す。具体的には、(i) X線自由電子レーザーから出射された波長 1 AのX線をナノサイズにまで集光する光学系の開発、および(ii) ダメージの影響を組み込んだX線構造解析法の開発とタンパク質のナノ結晶への応用、を行う。超高強度X線を利用した新しい構造解析技術を確立することで、将来のX線１分子構造解析への第一歩を踏み出す。
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| Outline of Final Research Achievements |
We developed an Advanced Kirkpatrick Baez (AKB) mirror system for stable nanofocusing of X-ray free-electron laser (XFEL) beams, and enabled experiments using nanofocused XFELs by integrating this system with XFEL facilities around the world, including SACLA, European XFEL, and the Linac Coherent Light Source. By combining this system not only with single XFEL pulses but also with twin XFELs with precisely controlled time separations, we investigated material responses under high-intensity X-ray irradiation and validated the reliability of X-ray diffraction measurement with high-intensity XFEL pulses.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでのX線レーザー利用研究では、マイクロメートルサイズに集光されたX線パルスが主に用いられてきた。今回開発したX線集光光学素子により、従来よりも高強度なX線を利用した実験が可能となった。この光学素子は、非線形分光や不可逆過程のX線計測といった、高強度X線を必要とする研究への応用が期待される。本研究では、ナノ集光の応用としてX線回折手法の開拓に取り組んだ。得られた成果をもとに、今後、ナノサイズ結晶の無損傷精密構造解析が可能になることが期待される。
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