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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of soft X-ray microscope in Water window wavelength region using Flash LPP light source

Research Project

Project/Area Number 16H03902
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

江島 丈雄  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (80261478)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加道 雅孝  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子ビーム科学研究部門, 室長代理(定常) (30360431)
刀袮 重信  東京電機大学, 理工学研究科, 特別専任教授 (70211399)
東口 武史  宇都宮大学, 工学部, 教授 (80336289)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsレーザープラズマ光源 / 軟X線顕微鏡 / 水の窓 / アポトーシス / リン酸基 / ヌクレオチド / P-L2,3吸収端
Outline of Annual Research Achievements

研究目的に基づき、平成30年度は主としてアポトーシス細胞の各段階を軟X線により可視化するためにリン酸基に注目して研究を行った。以下研究目的に沿って説明する。
①軟X線光源の高輝度化は、29年度にほぼ達成したので今年度は主にその成果を利用して撮像実験を行った。その他にターゲットにBiの他にPtを用いて発光波長を変え、実験室光源における軟X線波長の違いによる細胞像の違いを調べた。その結果主にC原子の分布を可視化できることが明らかになった。
②照明光学系に関しては29年度に開発したCr/Sc/Mo多層膜を蒸着したトロイダルミラーを用いた他、BiとPtターゲットによる発光波長の違いを調べるためにAuを蒸着したトロイダルミラーも使用した。
③アポトーシス過程の軟Ⅹ線撮像を行うために、アポトーシス過程で変化するDNA中のリン酸基の化学結合状態に注目し、P-L2,3吸収端におけるスペクトル構造変化の確認とその構造変化を利用した可視化を行った。測定は分子科学研究所UVSOR BL4U STXMビームラインを用いた。DNAの構造単位となるヌクレオチドの連結個数の変化によるP-L2,3吸収端構造の変化を確認し、さらにプラスミドのリン酸基の切断の有無によりP-L2,3吸収端構造変化の確認も行った。さらにその結果を分子軌道計算により再現を試みたところ、非占有状態におけるP3d軌道を取り入れる、P原子に隣接する原子の効果を取り入れることで、ヌクレオチドの分子構造の変化によりP-L2,3吸収端のスペクトル構造に変化が現れることが明らかになった。さらにこれらの吸収端構造変化を利用してアポトーシス細胞の変化の変化の様子の可視化を試みたところ、再現性の確認がまだ必要な測定結果ではあるが、リン酸基により変化する結果が得られた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] University College Dublin(アイルランド)

    • Country Name
      IRELAND
    • Counterpart Institution
      University College Dublin
  • [Int'l Joint Research] Czech Technical University in Prague(チェコ)

    • Country Name
      CZECH
    • Counterpart Institution
      Czech Technical University in Prague
  • [Int'l Joint Research] School of Nuclear Science and Technology(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      School of Nuclear Science and Technology
  • [Journal Article] Quantitative Distribution of DNA, RNA, Histone and Proteins Other than Histone in Mammalian Cells, Nuclei and a Chromosome at High Resolution Observed by Scanning Transmission Soft X-Ray Microscopy (STXM)2019

    • Author(s)
      Shinohara Kunio、Tone Shigenobu、Ejima Takeo、Ohigashi Takuji、Ito Atsushi
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 8 Pages: 164~164

    • DOI

      10.3390/cells8020164

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of laboratory-type soft X-ray microscope, CXRM, in Water-window using LPP light source2018

    • Author(s)
      Ejima Takeo、Ono Yuichi、Ito Keisuke、Kawasaki Hiromu、Higashiguchi Takeshi、Tone Shigenobu、Hatano Tadashi
    • Journal Title

      Microscopy and Microanalysis

      Volume: 24 Pages: 214~215

    • DOI

      10.1017/S1431927618013417

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum Efficiency of Back-illuminated CMOS Sensor with 1.4×1.4 μm2 Pixel Size2018

    • Author(s)
      Ejima Takeo、Hatano Tadashi
    • Journal Title

      Microscopy and Microanalysis

      Volume: 24 Pages: 322~323

    • DOI

      10.1017/S1431927618013922

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of short pulse duration of carbon dioxide lasers on extreme ultraviolet emission from laser-produced plasmas2018

    • Author(s)
      Amano Reiho、Dinh Thang-Hung、Sasanuma Atsushi、Arai Goki、Hara Hiroyuki、Fujii Yusuke、Hatano Tadashi、Ejima Takeo、Jiang Weihua、Sunahara Atsushi、Takahashi Akihiko、Nakamura Daisuke、Okada Tatsuo、Sakaue Kazuyuki、Miura Taisuke、O’Sullivan Gerry、Higashiguchi Takeshi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Pages: 070311~070311

    • DOI

      10.7567/JJAP.57.070311

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Characteristics of soft x-ray and extreme ultraviolet (XUV) emission from laser-produced highly charged rhodium ions2018

    • Author(s)
      Barte Ellie Floyd、Hara Hiroyuki、Tamura Toshiki、Gisuji Takuya、Chen When-Bo、Lokasani Ragava、Hatano Tadashi、Ejima Takeo、Jiang Weihua、Suzuki Chihiro、Li Bowen、Dunne Padraig、O'Sullivan Gerry、Sasaki Akira、Higashiguchi Takeshi、Limpouch Jiri
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 123 Pages: 183301~183301

    • DOI

      10.1063/1.5024344

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Selection of target elements for laser-produced plasma soft x-ray sources2018

    • Author(s)
      Tamura Toshiki、Arai Goki、Kondo Yoshiki、Hara Hiroyuki、Hatano Tadashi、Ejima Takeo、Jiang Weihua、Suzuki Chihiro、O’Sullivan Gerry、Higashiguchi Takeshi
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 43 Pages: 2042~2042

    • DOI

      10.1364/OL.43.002042

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] hemical Bonding State Change of Phosphodiester Bonds in Plasmid DNA2018

    • Author(s)
      T. Ejima, T. Ohigashi, M. Kado, and S. Tone
    • Journal Title

      UVSOR Activity Report

      Volume: 2017 Pages: 157-157

  • [Journal Article] Development of back-illuminated soft X-ray imaging device with a pixel size of 1.4 × 1.4 μm22018

    • Author(s)
      T. Ejima, T. Hatano
    • Journal Title

      Photon Factory Activity Report

      Volume: 34 Pages: 2016G672-1-2

  • [Journal Article] Discrimination of DNA and RNA distribution in a mammalian cell by scanning transmission soft X-ray microscopy2018

    • Author(s)
      Shinohara Kunio、Ito Atsushi、Ohigashi Takuji、Kado Masataka、Tone Shigenobu
    • Journal Title

      Journal of X-Ray Science and Technology

      Volume: 26 Pages: 877~884

    • DOI

      10.3233/XST-180392

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantitative analysis of mammalian chromosome by scanning transmission soft X-ray microscopy2018

    • Author(s)
      Shinohara K、Ohigashi T、Tone S、Kado M、Ito A
    • Journal Title

      Ultramicroscopy

      Volume: 194 Pages: 1~6

    • DOI

      10.1016/j.ultramic.2018.07.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cilostazol May Decrease Plasma Inflammatory Biomarkers in Patients with Recent Small Subcortical Infarcts: A Pilot Study2018

    • Author(s)
      Saji Naoki、Tone Shigenobu、Murotani Kenta、Yagita Yoshiki、Kimura Kazumi、Sakurai Takashi
    • Journal Title

      Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases

      Volume: 27 Pages: 1639~1645

    • DOI

      10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2018.01.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 人工海水の止水飼育下でのベニクラゲの若返り, クラゲ芽形成, 並びに第2回目の若返りの初記録2018

    • Author(s)
      大塚玲桜, 藤瀬弦汰, 久保田信, 刀祢重信
    • Journal Title

      日本生物地理学会会報

      Volume: 73 Pages: 1901~94

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] BiターゲットLPP光源を用いた軟X線顕微鏡CXRM2018

    • Author(s)
      江島丈雄、小野祐一、伊藤圭祐、川崎大夢、羽多野忠、刀祢重信、東口武史
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] SX-STED用シンチレーターの探索2018

    • Author(s)
      江島丈雄、黒澤駿介、山路晃広、羽多野忠、若山俊隆、東口武史、北浦守
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] ピクセルサイズ1.4×1.4μm2の背面照射型軟Ⅹ線撮像素子の量子効率2018

    • Author(s)
      江島丈雄、羽多野 忠
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Quantum efficiency of back-illuminated CMOS sensor with 1.4×1.4 µm2 pixel size2018

    • Author(s)
      Takeo EJIMA and Tadashi HATANO
    • Organizer
      14th International conference on x-ray microscopy
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of laboratory-type soft X-ray microscope, CXRM, in Water-window using LPP light source2018

    • Author(s)
      Takeo Ejima, Yuichi Ono, Keisuke Ito, Hiromu Kawasaki, Takeshi Higashiguchi, Shigenobu Tone and Tadashi Hatano
    • Organizer
      14th International conference on x-ray microscopy
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of apoptosis induced by actin C-terminal 15 kDa fragment2018

    • Author(s)
      Kamiyama H, Ito N, Tone S, Tanaka M
    • Organizer
      American Society of Cell Biology
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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