2001 Fiscal Year Annual Research Report
3次元フーリエ・フィルタリング法によるDNAの分子レベル直視観察
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13450036
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高井 義造 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30236179)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永富 隆清 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90314369)
木村 吉秀 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70221215)
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| Keywords | 透過型高分解能電子顕微鏡 / 超解像位相差電子顕微鏡 / 生体試料観察 / ミニマムドーズシステム / DNA分子直視観察 / 3次元フーリエ・フィルタリング法 / 球面収差補正 / 位相像観察 |
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| Research Abstract |
我々は、超解像の位相差像を観察する方法として3次元フーリエ・フィルタリング法を提案した。この方法は、日本のオリジナルの位相再構成技術であり、超解像で位相像を再生すると同時に、あらゆる収差を補正し、生物組織の観察にとって特に重要となる1-2nmの比較的大きい構造情報についても高コントラストで、しかも高S/N比での観察を実現する。本研究ではこの3次元フーリエ・フィルタリング法を生物観察に最適な形に調整したシステム作りを行う。さらに、これまで無染色状態ではほとんど観察できなかったDNAサンプルの分子レベルでの観察を行い、構成タンパクの直視解読に挑戦する。
本年度は、3次元フーリエ・フィルタリング法を生物観察に応用することを目的として、(1)複数の収差の同時除去に代表されるいくつかの技術課題を克服する基礎実験を行い、その結果を原著論文と国際会議の抄録にまとめて報告した。
(2)DNA直視観察に向けての実験を開始した。DNAサンプルは、新潟大学医学部の牛木教授よりご提供をいただいた。現在、最良のサンプルを作製するために新潟大学と大阪大学でAFM観察とTEM観察を相互に行いながら最終調整を行っている。特にDNA鎖を極微小孔(100nm)を有する支持膜状にうまく分散させることが最も大きな技術課題である。また、名古屋大学理学部篠原教授より、カーボンナノチューブに内包したDNAサンプルのご提供を受けた。DNAサンプルの支持保持方法としては理想的であり、現在観察を続行中である。
(3)3次元フーリエ・フィルタリング法を生体観察に対して最適条件で適用するため、できるだけ照射電子線量を抑えた画像収集処理システムの試作開発に取りかかった。現行の変調処理系を基本的に使用するが、特に生体観察に対する適用性を広げるため、より広いデフォーカス幅(±2ミクロン幅)での画像を取得し、生体組織への電子線損傷をできるだけ少なくするミニマムドーズ生体観察補助システムを導入した。
平成14年度には、3次元フーリエ・フィルタリング法を用いた生体観察システムの調整と改良を行い、無収差位相像観察によりDNA構成分子の直視観察を行う予定である。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] T.Kawasaki et al.: "Wave field restoration using three-dimensional Fourier filtering method"Ultramicroscopy. 90. 47-59 (2001)
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[Publications] T.Kawasaki et al.: "Nano-area electron diffraction pattern reconstructed from three-dimensional Fourier Spectrum"J. Electron Microsc.. 50. 405-412 (2001)
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[Publications] Y.Takai et al.: "Dynamic observation of an atom size gold wire by phase electron microscope"Phys. Rev. Lett.. 87. 106105,1-106105,4 (2001)
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[Publications] T.Kawasaki et al.: "Distorted surface and interface structures of catalytic gold nanoparticles observed by spherical aberration-free phase electron microscopy"J. Appl. Phys.. 79. 3509-3511 (2001)
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[Publications] T.Kawasaki et al.: "Phase Reconstruction with Aberration Correction by Three-dimensional Fourier Filtering Method"3rd International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '01. 1. 45 (2001)
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[Publications] T.Kawasaki et al.: "Fourier Analysis of HRTEM image deterioration caused by mechanical vibration"J. Electron Microsc.. 50. 413-416 (2001)
