| 研究課題/領域番号 |
23H05219
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| 研究種目 |
奨励研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
2190:物理化学、機能物性化学、有機化学、無機・錯体化学、分析化学、高分子、有機材料、無機材料化学、エネルギー関連化学、生体分子化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
海原 大輔 東北大学, 多元物質科学研究所, 技術一般職員
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
480千円 (直接経費: 480千円)
2023年度: 480千円 (直接経費: 480千円)
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| キーワード | クライオ電子顕微鏡 / 有機溶媒 / トモグラフィー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
クライオ電子顕微鏡法において、生体分子試料（水溶液試料）のグリッド作製法（急速凍結法）については多くの知見があるが、有機溶媒試料のグリッド作製例は極めて限られている。本研究では、有機溶媒試料に対する急速凍結法を検討し、クライオ電子顕微鏡観察に適したグリッド作製に関する知見を得ることで、クライオ電子顕微鏡による多様な材料分析を行うための基盤を構築する。
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| 研究成果の概要 |
有機溶媒試料の凍結において、レース状グリッドを用いることで高効率かつ再現良く凍結膜が形成出来ることが分かった。凍結膜の形成効率は、有機溶媒と支持膜の親和性、支持膜上に空いた孔の大きさ・形状等に大きく左右されることが示唆された。
検討に用いたいくつかの有機溶媒について、寒剤として液体エタンを用いた場合には凍結膜の形成・維持が困難であったが、液体窒素を用いることで凍結可能な条件を見出すことが出来た。
金ナノ粒子を分散させたメタノールの凍結グリッドを作製し、トモグラフィー測定についても検討を行った。得られた傾斜像から、三次元再構成を行い、粒子間距離や凍結膜厚等を評価可能であることを示すことが出来た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、有機溶媒試料の凍結に適したグリッドや寒剤、凍結条件を見出し、実際に、金ナノ粒子が分散した試料溶液のクライオ電子顕微鏡観察が可能であることを実証した。クライオ電子顕微鏡法では水溶液試料を用いることが一般的であるが、本研究成果によって、有機溶媒試料へも適用範囲が広がり、生命科学研究のみならず、材料科学研究への応用が可能となる。特に、従来観察困難であった樹脂、油脂、塗料・インク等、広範な液体材料のクライオ電子顕微鏡による構造観察が可能となり、材料研究の飛躍が期待される。
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