Development of femtosecond laser techniques for the production of high-quality single crystals of organic materials

2013 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 24656006
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied materials science/Crystal engineering
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: YOSHIKAWA Hiroshi 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50551173)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): MORI Yusuke 大阪大学, 工学研究科, 教授 (90252618)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: 結晶工学 / 結晶成長 / 応用光学・量子光学 / 表面・界面物性

Research Abstract

New techniques for the control of crystal nucleation and crystal growth by using a femtosecond laser has been developed. Nucleation can be efficiently induced by regulating laser-induced cavitation bubbles near gel-solution interfaces. In addition, high-quality single crystal seeds can be produced by femtosecond
laser ablation of cracked crystals or polycrystals.

Research Products

• [Journal Article] Laser Ablation for Protein Crystal Nucleation and Seeding (2014)
  • Author(s): H. Y. Yoshikawa, R. Murai, H. Adachi, S. Sugiyama, M. Maruyama, Y. Takahashi, K. Takano, H. Matsumura, T. Inoue, S. Murakami, H. Masuhara, and Y. Mori
  • Journal Title: Chemical Society Reviews Volume: Vol.43 Pages: 2147-58
  • DOI: 10.1039/c3cs60226e
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A New Practical Technique for High Quality Protein Crystallization with the Solution Stirring Technique at the Interface between High-Concentrated Hydrogel and Solution (2014)
  • Author(s): Y. Aoki, M. Maruyama, Y. Takahashi, M. Yoshimura, H. Y. Yoshikawa, S. Sugiyama, H. Adachi, K. Takano, S. Murakami, H. Matsumura, T. Inoue, and Y. Mori
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: (印刷中)
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.065502
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of Gel-Solution Interfaces on Femtosecond Laser-Induced Nucleation of Protein (2013)
  • Author(s): S. Nakayama, H. Y. Yoshikawa, R. Murai, M. Kurata, H. Maruyama, S. Sugiyama, Y. Aoki, Y. Takahashi, M. Yoshimura, S. Nakabayashi, H. Adachi, H. Matsumura, T. Inoue, K. Takano, S. Murakami, Y. Mori
  • Journal Title: Crystal Growth & Design Volume: Vol. 13 Pages: 1491-1496
  • DOI: 10.1021./cg301618h
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatially Precise, Soft Microseeding of Single Protein Crystals by Femtosecond Laser Ablation (2012)
  • Author(s): H. Y. Yoshikawa, Y. Hosokawa, R. Murai, Sazaki, T. Kitatani, H. Adachi, T. Inoue, H. Matsumura, K. Takano, S. Murakami, S. Nakabayashi, Y. Mori, and Masuhara
  • Journal Title: Crystal Growth & Design Volume: Vol. 12 Pages: 4334-4339
  • DOI: 10.1021/cg300018t
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of a Forced Solution Flow on the Step Advancement on Faces of Tetragonal Lysozyme Crystals : Direct Visualization of Individual Steps under a Forced Solution Flow (2012)
  • Author(s): M. Maruyama, H. Kawahara, G. Sazaki, S. Maki, Y. Takahashi, H. Y. Yoshikawa, S. Sugiyama, H. Adachi, K. Takano, H. Matsumura, T. Inoue, S. Murakami, and Y. Mori
  • Journal Title: Crystal Growth & Design Volume: Vol. 12 Pages: 2856-2863
  • DOI: 10.1021/cg300025b
  • Peer Reviewed
• [Presentation] フェムト秒レーザーを用いたタンパク質結晶の成長制御 (2014)
  • Author(s): 冨永勇佑、林佑紀、中山智詞、丸山美帆子、高橋義典、吉川洋史、吉村政志、杉山成、安達宏昭、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、森勇介
  • Organizer: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 青山学院大学相模原キャンパス, 神奈川
  • Year and Date: 2014-03-20
• [Presentation] フェムト秒レーザーを用いたタンパク質の結晶核発生技術~キャビテーションバブル挙動制御による技術の高度化~ (2014)
  • Author(s): 中山智詞、吉川洋史、倉田将輝、丸山美帆子、村井良多、高橋義典、吉村政志、杉山成、松村浩由、安達宏昭、高野和文、村上聡、井上豪、森勇介
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第34回年次大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場, 福岡
  • Year and Date: 2014-01-20
• [Presentation] Laser-induced Crystallization of Metastable Form of Pharmaceutical Compound Indomethacin (2014)
  • Author(s): K. Ikeda, T. Yamada, Y. Mori, Y. Takahashi, M. Maruyama, H.Y. Yoshikawa, S. Okada, H. Adachi, S. Sugiyama, K. Takano, S. Murakami, Y. Matsumura, T. Inoue, M. Yoshimura, and Y. Mori
  • Organizer: International Symposium on Nanophotonics and Nanomaterials 2014 (ISONP2014)
  • Place of Presentation: Beijing, China
  • Year and Date: 2014-01-15
• [Presentation] レーザー誘起結晶化技術を用いた医薬化合物の準安定相晶出 (2013)
  • Author(s): 池田憲治,山田利彦,森陽一朗,高橋義典,丸山美帆子,吉川洋史,岡田詩乃,安達宏昭,杉山成,高野和文,村上聡,松村浩由,井上豪,吉村政志、森勇介
  • Organizer: 第43回結晶成長国内会議
  • Place of Presentation: 長野市生涯学習センター, 長野
  • Year and Date: 2013-11-08
• [Presentation] 放射圧により形成・時間発展する高濃度領域に伴う蛍光リゾチームの結晶成長挙動 (2013)
  • Author(s): 西村晋平、杜静如、吉川洋史、中林誠一郎、柚山健一、杉山輝樹、増原宏
  • Organizer: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 同志社大学, 京都
  • Year and Date: 2013-09-19
• [Presentation] フェムト秒レーザー誘起結晶化による医薬化合物インドメタシンの結晶多形制御 (2013)
  • Author(s): 池田憲治、山田利彦、森陽一朗、高橋義典、丸山美帆子、吉川洋史、岡田詩乃、安達宏昭、杉山成、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、吉村政志、森勇介
  • Organizer: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 同志社大学, 京都
  • Year and Date: 2013-09-16
• [Presentation] フェムト秒レーザー誘起結晶化によるインドメタシンの結晶多形制御 (2013)
  • Author(s): 池田憲治,山田利彦,森陽一朗,西村健,高橋義典,丸山美帆子,吉川洋史,岡田詩乃,安達宏昭,杉山成,高野和文,村上聡,松村浩由,井上豪,吉村政志,森勇介
  • Organizer: 日本薬剤学会第28年会
  • Place of Presentation: ウインクあいち, 愛知
  • Year and Date: 2013-05-23
• [Presentation] 集光レーザービームの放射圧による蛍光ラベル化リゾチームの結晶成長制御 (2013)
  • Author(s): 西村晋平,杜静如,吉川洋史,中林誠一郎,柚山健一,杉山輝樹,増原宏
  • 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
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] 超短パルスレーザーを用いた有機結晶核発生~固相ゲル界面効果の検証~ (2012)
  • Author(s): 中山智詞、吉川洋史、青木裕介、倉田将輝、丸山美帆子、村井良多、高橋義典、吉村政志、杉山成、松村浩由、安達宏昭、高野和文、村上聡、井上豪、森勇介
  • Organizer: 第42回結晶成長国内会議(NCCG-42)
  • Place of Presentation: 九州大学, 福岡
  • Year and Date: 2012-11-11
• [Presentation] 集光短パルスレーザーを駆使したタンパク質結晶化・細胞接着力測定法の開発 (2012)
  • Author(s): 吉川洋史
  • Organizer: 第8回鴨叡会・生命分子化学科セミナー
  • Place of Presentation: 京都府立大学, 京都
  • Year and Date: 2012-10-05
• [Presentation] 超短パルスレーザーによる膜タンパク質の結晶核発生~界面活性剤のキャビテーションバブルへの影響~ (2012)
  • Author(s): 中山智詞、吉川洋史、青木裕介、倉田将輝、丸山美帆子、村井良多、高橋義典、吉村政志、杉山成、安達宏昭、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、森勇介
  • Organizer: 第73回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学・松山大学, 愛媛
  • Year and Date: 2012-09-11
• [Presentation] Bio-applications of ultrafast laser pulses to protein crystallization and cell adhesion strength measurement (2012)
  • Author(s): 吉川洋史
  • Organizer: エクストリームフォトニクスセミナー
  • Place of Presentation: 理化学研究所, 埼玉
  • Year and Date: 2012-05-31
• [Book] 微小体積タンパク質溶液の高圧下での結晶化, タンパク質結晶の最前線第II編第2章, 70-75 (2013)
  • Author(s): 吉川洋史(杉山成監修)
  • Total Pages: 70-75
  • Publisher: CMC出版