2015 Fiscal Year Annual Research Report
生体超分子構造解析を可能にする表面修飾技術応用コヒーレントX線回折顕微法の開発
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26870006
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
木村 隆志 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (50531472)
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2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | X線自由電子レーザー / コヒーレントX線回折イメージング / X線顕微鏡 / コヒーレント光学 / 生体分子パターニング / 自己組織化単分子膜 / 電子ビームリソグラフィ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、パルス状コヒーレントX線溶液散乱法(Pulsed Coherent X-ray Solution Scattering: PCXSS)の高度化を目的とした、数十 nm精度以下での生体分子パターニング技術の確立に成功した。PCXSS法は、フェムト秒のパルス幅を持つX線自由電子レーザーと、真空中でも試料溶液を保持可能なサンプルホルダである環境セルアレイを組み合わせることによって、放射線損傷の生じる前の自然な状態の溶液中試料の観察を可能にする新しいX線計測技術である。今年度は、PCXSS法の高度化を目指した、環境セルアレイへの生体分子のパターニング技術の確立および、X線自由電子レーザーでの試料計測実験に取り組んだ。生体分子のパターニング技術の確立では、前年度に引き続きリソグラフィ技術を利用して実験を行い、窒化ケイ素薄膜上へのホスホン酸誘導体自己組織化単分子膜のパターン形成に成功した。さらに、電子ビームリソグラフィ装置（ELIONIX ELS-F125-U）により作製した30~40 nm の酸化アルミニウムドットパターン上に、タンパク質分子が特異的に吸着している様子を液中試料の観察が可能な、高速原子間力顕微鏡(生体分子計測研究所 SS-NEX-07S)によって確認することにも成功した。また、生体分子をパターニングした環境セルアレイの計測も試み、兵庫県播磨のX線自由電子レーザー施設SACLAを利用したPCXSS実験を行った。光子エネルギー4 keV (波長: 0.31 nm)のX線自由電子レーザーを1パルス照射し、クーロン爆発により試料が破壊される前の溶液中パターンからのシングルショットコヒーレントX線回折パターンの取得に成功するとともに、パターン化した試料からの回折X線の強度増強を確認した。
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