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X線レーザーとナノ構造形成技術を駆使した高速電子密度マッピング

研究課題

研究課題/領域番号 17H04819
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 量子ビーム科学
研究機関北海道大学

研究代表者

鈴木 明大  北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (20781850)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワードX線自由電子レーザー / コヒーレントX線イメージング / フォトリソグラフィ / X線イメージング / コヒーレントX線回折 / 位相回復計算 / バイオイメージング
研究成果の概要

本研究では、フォトリソグラフィ技術を駆使して、X線レーザーイメージングに利用する試料環境セルの改良を試みた。その結果、孤立した試料へX線レーザーが照射される割合を制御することに成功した。さらに、X線レーザーイメージングの究極的な目標の一つである膜タンパク質のイメージングに向けて、大きい入射角で測定が可能な試料環境セルを設計・作製した。最後に、新型試料環境セルが実際にX線レーザー測定に利用できることを、X線レーザー施設SACLAにて確かめた。この成果は、2019 PCCP HOT articles(Physical Chemistry Chemical Physics 誌)に選出された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

液体ジェットインジェクターを利用した試料導入方法と比較し、試料環境のコントロールが容易な試料環境セルの高度化を進めることができた。将来的に、希少試料の測定や、温度やpHに応答したダイナミクス観察に繋がる。また、放射線損傷の影響を受けずに内部構造のスナップショット画像を復元できるX線レーザーイメージングは、電子顕微鏡や原子間力顕微鏡と相補的な技術であり、触媒材料の構造解析など産業分野でも活用されることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Academia Sinica(台湾)(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Academia Sinica(台湾)(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Academia Sinica(台湾)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Design of a liquid cell toward three-dimensional imaging of unidirectionally-aligned particles in solution using X-ray free-electron lasers2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Akihiro、Kimura Takashi、Yang Ying、Niida Yoshiya、Nishioka Akiko、Tachibana Tatsuro、Takei Masashi、Tono Kensuke、Yabashi Makina、Ishikawa Tetsuya、Oshima Tairo、Bessho Yoshitaka、Joti Yasumasa、Nishino Yoshinori
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 号: 5 ページ: 2622-2628

    • DOI

      10.1039/c9cp03658j

    • NAID

      120006957264

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] XFEL coherent diffraction imaging for weakly scattering particles using heterodyne interference2020

    • 著者名/発表者名
      Chi-Feng Huang, Wei-Hau Chang, Ting-Kuo Lee, Yasumasa Joti, Yoshinori Nishino, Takashi Kimura, Akihiro Suzuki, Tetsuya Ishikawa, Keng S. Liang et al.,
    • 雑誌名

      AIP Advances (Accepted)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] SACLAを用いた環境制御ナノイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      西野吉則、木村隆志、鈴木明大、城地保昌、別所義隆
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 45 ページ: 508-512

    • NAID

      130007957391

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] パルス状コヒーレントX線溶液散乱法の現状と高度化に向けた取り組み2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木明大, 城地保昌, 別所義隆, 西野吉則
    • 学会等名
      第33回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 1粒子XFELイメージングのための超低バックグラウンド溶液試料セル開発に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木明大, 湯本博勝, 小山貴久, 城地保昌, 別所義隆, 登野健介, 矢橋牧名, 石川哲也, 大橋治彦, 西野吉則
    • 学会等名
      第33回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] X線レーザー回折による溶液中試料イメージング -高度化に向けた最新の取り組み-2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木明大
    • 学会等名
      レーザー学会「レーザーバイオ医療」技術専門委員会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線レーザー回折による溶液試料のナノ構造分析2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木明大
    • 学会等名
      日本放射光学会 第11回若手研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Feasibility study on solution sample holding technique for XFEL based single-particle imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Suzuki
    • 学会等名
      SACLA Users' Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging thermoresponsive gold nanoparticles in solution by X-ray laser diffraction2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Suzuki, Takashi Kimura, Ryo Iida, Hideyuki Mitomo, Yasumasa Joti, Yoshitaka Bessho, Ken-ichi Niikura, Kuniharu Ijiro, Yoshinori Nishino
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics and Applications 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Advances in XFEL-Based Coherent Diffractive Imaging at SACLA2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Suzuki, Takashi Kimura, Yoshimasa Joti, Yoshitaka Bessho, Yoshinori Nishino
    • 学会等名
      Coherence 2018: International Workshop on Phase Retrieval and Coherent Scattering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] X線レーザー回折による温度応答性金ナノ粒子の溶液中イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木明大、木村隆志、飯田良、三友秀之、城地保昌、別所義隆、新倉謙一、居城邦治、西野吉則
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] New design of environmental cells as a first step toward 3D imaging in solution by X-ray laser diffraction2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Suzuki, Tatsuro Tachibana, Naoya Tani, Yasumasa Joti, Yoshitaka Bessho, Takashi Kimura, Yoshinori Nishino
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics and Applications2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 外部刺激応答性ナノ粒子のX線レーザーイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木明大
    • 学会等名
      第14回X線結像光学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X-ray laser imaging of thermoresponsive gold nanoparticles in solution2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Suzuki, Takashi Kimura, Ryo Iida, Hideyuki Mitomo, Yasumasa Joti, Yoshitaka Bessho, Ken-ichi Niikura, Kuniharu Ijiro, Yoshinori Nishino
    • 学会等名
      The 18th RIES-HOKUDAI International Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-08-05  

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