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2012 Fiscal Year Annual Research Report

蛋白質分子の折り畳み過程解明へ向けた単一分子光子統計・実時間測定法の開発

Research Project

Project/Area Number 22750013
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology

Principal Investigator

梶 貴博  独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所ナノICT研究室, 研究員 (40573134)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords1分子計測(SMD) / 共焦点顕微鏡 / フォトニック結晶 / 生物物理
Research Abstract

単一生体分子の局所的な分光測定に必要なナノ空間を有するとともに光閉じ込めや光伝搬制御を可能にする誘電体の周期的なナノ構造(フォトニック結晶)を利用した高感度な単一分子蛍光測定法や単一の蛍光色素標識の配向を解析する新規手法の提案を目指して研究を進めた。生体分子の運動解析に用いられる単一分子蛍光測定では可視光領域に発光スペクトルを有する蛍光色素が広く用いられている。我々は、可視光領域で透明であり、高い屈折率を有する酸化物材料を用いることで単一分子蛍光測定に使用可能な低バックグラウンド発光の2次元フォトニック結晶スラブを作製することに初めて成功した。励起光および蛍光のフォトニック結晶のモードとの共鳴効果により単一分子の蛍光増強が可能であることを実験的に示した。また、2次元フォトニックバンドギャップを有する2次元フォトニック結晶スラブを利用した場合に、蛍光色素の配向により蛍光寿命が大きく変化することを見出した。これらの結果から、個々の生体分子の折りたたみ過程などの観測に重要である単一分子蛍光測定法をこれまでより高感度化するとともに、単一生体分子における蛍光色素標識の配向を蛍光寿命の変化から解析するための新たな道筋を示すことができた。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Controlled spontaneous emission of single molecules in a two-dimensional photonic band gap2013

    • Author(s)
      TTakahiro Kaji、Toshiki Yamada、Syoji Ito、 Hiroshi Miyasaka、Rieko Ueda、 Shin-ichiro Inoue 、Akira Otomo
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: Vol.135 Pages: 106-109

    • DOI

      DOI:10.1021/ja3115357

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 単一分子の発光制御を実現する2次元フォトニック結晶プラットフォームの開発2013

    • Author(s)
      梶 貴博
    • Organizer
      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 (神奈川県)
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] 2次元フォトニックバンドギャップ中の単一分子蛍光挙動の統計的解析2013

    • Author(s)
      梶 貴博
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス (滋賀県)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] Control of spontaneous emission from single molecules in a photonic band gap of a two-dimensional photonic crystal slab2013

    • Author(s)
      Takahiro Kaji
    • Organizer
      Seventh International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE7)
    • Place of Presentation
      Fukuoka International Congress Center, Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20130317-20130319
  • [Presentation] Photonic crystals for enhancing fluorescence from single molecules2012

    • Author(s)
      Takahiro Kaji
    • Organizer
      10th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • Place of Presentation
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Hyogo, Japan
    • Year and Date
      20121212-20121214
  • [Presentation] 2次元フォトニックバンドギャップによる単一分子の自然放出抑制2012

    • Author(s)
      梶 貴博
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス (東京都)
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Remarks] 研究成果

    • URL

      http://www2.nict.go.jp/advanced_ict/nano/103/results/publications-new.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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