2004 Fiscal Year Annual Research Report
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15360036
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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) |
木村 吉秀 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70221215)
永富 隆清 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90314369)
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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 |
我々が開発した3次元フーリエ・フィルタリング法は、電子顕微鏡からあらゆる収差を補正し原子レベルの分解能を達成すると同時に、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を高コントラストで、しかも非常に高いS/N比で観察することを可能にする日本のオリジナルの位相再構成技術である。本研究の目的は、生物組織観察にとって最も重要となる電子線照射を極力抑えた条件下で、3次元フーリエ・フィルタリング法の最適処理条件を決定し、世界初の生体分子の分子レベル観察を実現するバイオ超解像位相差電子顕微鏡法を確立することにある。
昨年度は、(1)電子照射を極力抑えた条件下での最適3次元フーリエ・フィルタリング処理条件を決定し、(2)DNAの様な生物試料を支持するナノサイズの孔径の多孔質の金薄膜支持膜を安定的に作製する方法を確立した。さらに、(3)75kVの低加速電圧で最適に機能する生態観察用特殊対物レンズを試作開発した。
本年度は、(1)昨年度に開発した特殊対物レンズを用いて生体試料の分子レベル観察を実施し、低加速電圧での収差補正技術を確立するとともに、通常の約1/100の低ドーズであっても分解能0.3nmを保証できることを実証した。また、(2)個々の散乱電子が形成するコントラストを理論的に計算することで、低ドーズ下での生体試料の分子構造がどの程度のコントラストで観察可能かを定量的に示した。さらに、(3)生体観察には低加速電圧化が好ましいこと、低い電流密度で長時間観察する方が生体分子を傷つけないことを実験的に証明した(今秋の国際会議での発表を予定)。さらに、(4)DNA分子鎖の分子レベル観察を実施した結果、損傷の程度は大きいがこれまでにない鮮明さで2重螺旋構造と塩基対配列が観察でき、生体構造の分子レベル観察を実現するバイオ超解像位相差電子顕微鏡法を確立することができた。
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