光散乱を用いたナノ空間の非蛍光1粒子超解像度3次元追跡法の開発

2022 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 22H00194
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 19:Fluid engineering, thermal engineering, and related fields
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 嘉副 裕 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (20600919)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 花崎 逸雄 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10446734)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31

Summary of the Research Project

100nm空間の流体科学・工学の進展に伴い、表面支配の極小空間における溶質分子輸送現象を解明する超解像度計測法が極めて重要となっている。時系列画像の機械学習と独自のナノ空間流体制御による粒子像解析法を構築することにより、x、y、zの3方向で10nm分解能を実現し、ナノ空間における核酸分子、タンパク質分子の3次元追跡に応用し、表面効果や分子構造揺らぎが1分子挙動に及ぼす影響を明らかにする。

Scientific Significance and Expected Research Achievements

ナノ空間を流れる溶質1分子の3次元挙動を、蛍光を用いず超解像度でとらえる計測法を実現しようとする研究であり、学術的意義は大きい。実現できれば生体分子の挙動の解明など、化学・バイオ分野に大きなインパクトを与える挑戦的な研究である。また、ナノ空間の流れ挙動の解明は必要とする分野も広く、従来手法をさらに高められることから、粒子を可算個レベルまで計測できれば学術的のみならず工学的価値も高い。