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NanoSuit法に元素分析法を組み合わせた、生きたままの昆虫表面解析と工学応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K08150
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 昆虫科学
研究機関浜松医科大学

研究代表者

高久 康春  浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 特任研究員 (60378700)

研究分担者 針山 孝彦  浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 特任教授 (30165039)
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードNanoSuit / 高真空 / 元素分析 / 電子顕微鏡 / EDS元素分析 / 生きたまま / エネルギー分散型X線分析(EDS) / 元素 / 生きた試料 / EDS元素分析装置
研究成果の概要

我々は、昆虫が潜在的に備えているバリアー能を模倣・利用するという視点から、生物を生きた状態のまま電子顕微鏡で観察するNanoSuit法の開発に取り組んできた。本研究では、NanoSuit法にEDS元素分析法を組み合わせて、生体の超微細構造を濡れたままの状態で高分解能・元素分析する技術「NanoSuit-EDS法」を完成させた。この新技術を用いて昆虫の発生過程を継時的に追跡し、金属濃縮に関わる形態形成の過程を明らかにした。また、NanoSuit-EDS法では、高真空下でも生体内の水が保持されるため、水に起因するO(酸素)の状態・変化を、超微細構造においてLive解析することも可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により確立された新技術により、生きたままの生物試料を高分解能観察・EDS解析することで解明される生命現象は、これまでの観察結果を正確にするだけでなく、生命現象そのものについて新たな超微形態的知見を与えることは明白である。本研究によるNanoSuit法とそれを基礎とした生きた元素分析による解析結果は、生命科学全体に新たな視点をもたらし、農学・生物学・医学・物理化学・材料工学などの分野にこれまでにない新機構を提案するとともに、バイオミメティクス研究の推進に貢献できる。

報告書

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

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Imaging dataset of fresh hydrous plants obtained by field-emission scanning electron microscopy conducted using a protective NanoSuit.2020

    • 著者名/発表者名
      Takehara S, Takaku Y(共筆頭著者), Shimomura M, Hariyama T
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15(5) 号: 5 ページ: e0232992-e0232992

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0232992

    • 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
  • [雑誌論文] Living organisms under an electron microscope: the NanoSuit method aiming for medical and industrial applications.2020

    • 著者名/発表者名
      Hariyama T, Takaku Y, Senoh C, Yamada S, Itoh T, Suzuki C, Takehara S, Hirakawa S, Kawasaki H
    • 雑誌名

      J. Photopolym. Sci.

      巻: In press

    • 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
  • [雑誌論文] The NanoSuit method: a novel histological approach for examining paraffin sections in a nondestructive manner by correlative light and electron microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Hideya、Itoh Toshiya、Takaku Yasuharu、Suzuki Hiroshi、Kosugi Isao、Meguro Shiori、Iwashita Toshihide、Hariyama Takahiko
    • 雑誌名

      Laboratory Investigation

      巻: 100 号: 1 ページ: 161-173

    • DOI

      10.1038/s41374-019-0309-7

    • 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
  • [雑誌論文] Liquid marbles in nature: craft of aphids for survival.2019

    • 著者名/発表者名
      Kasahara M, Akimoto SI, Hariyama T, Takaku Y, Yusa SI, Okada S, Nakajima K, Hirai T, Mayama H, Okada S, Deguchi S, Nakamura Y, Fujii S.
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35(18) 号: 18 ページ: 6169-6178

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.9b00771

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NanoSuit法による生体の生きたまま濡れたままの電子顕微鏡観2018

    • 著者名/発表者名
      針山 孝彦, 高久 康春, 鈴木 浩司, 平川 聡史, 平井 悠司, 下村 政嗣, 河崎 秀陽
    • 雑誌名

      Dementia Japan

      巻: 32(1) ページ: 12-16

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A ‘NanoSuit’ successfully protects petals of cherry blossoms in high vacuum: examination of living plants in an FE-SEM.2018

    • 著者名/発表者名
      Takehara S, Takaku Y(共筆頭著者), Suzuki H, Ohta I, Shimomura M, Hariyama T
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 8(1) 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-018-19968-w

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NanoSuit法による生体の生きたまま濡れたままの電子顕微鏡観察2018

    • 著者名/発表者名
      針山 孝彦, 高久 康春, 鈴木 浩司, 平川 聡史, 平井 悠司, 下村 政嗣, 河崎 秀陽
    • 雑誌名

      Dementia Japan

      巻: 32(1) ページ: 12-16

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生きた生物試料のSEM観察を可能にする表面処理:ナノスーツ法2017

    • 著者名/発表者名
      高久 康春, 針山 孝彦
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 68(4) ページ: 178-180

    • NAID

      130006602026

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電子顕微鏡を用いた生きたままの生物表面微細構造解析―NanoSuit法の応用展開―2019

    • 著者名/発表者名
      針山 孝彦, 高久 康春, 河崎 秀陽
    • 学会等名
      バイオミメティクス研究会(JASISコンファレンス)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水面直下で移動する水棲昆虫の、疎水性-親水性部位の組み合わせ構造とその機能2018

    • 著者名/発表者名
      高久 康春, 鈴木 千晶, 鈴木 浩司,石井 大佑, 下澤 楯夫, 野村 周平, 下村 政嗣, 針山 孝彦
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自然界における粘着性液体の粉体化技術:アブラムシが作製するリキッドマーブルの構造評価2018

    • 著者名/発表者名
      藤井 秀司, 笠原 萌恵, 秋元 信一, 針山 孝彦, 高久 康春, 遊佐真一, 中村 吉伸
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NanoSuit法による生きたままの生物表面解析2018

    • 著者名/発表者名
      高久 康春
    • 学会等名
      バイオミメティクス研究会(JASISコンファレンス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 濡れたまま・生きたまま電子顕微鏡観察するNanoSuit法-ハマトビムシなどを例にして2017

    • 著者名/発表者名
      針山 孝彦, 高久 康春, 河崎 秀陽, 太田 勲, 鈴木 浩司, 山濱 由美, 外山 美奈, David Wilcockson, Alice Ciofini, Alberto Ugolini
    • 学会等名
      第88回 日本動物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アブラムシに学ぶ粘着性液体の粉体化2017

    • 著者名/発表者名
      笠原 萌恵, 秋元 信一, 針山 孝彦, 高久 康春, 中村 吉伸, 藤井 秀司
    • 学会等名
      日本接着学会 第13回関西支部若手の会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 「動物の百科事典」ナノスーツ法による昆虫微細構造の機能解明2018

    • 著者名/発表者名
      高久 康春
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      丸善出版(株)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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