高分解能３次元組成分析システムの開発と生物試料の解析

• 研究課題/領域番号: 24370070
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 小椋 俊彦 独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 上級主任研究員 (70371028)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
• キーワード: 電子顕微鏡 / 非染色生物試料 / 液中観察 / 薄膜 / 誘電率 / ３次元構造解析 / 画像情報処理 / 生命分子計算 / 3次元構造解析

研究成果の概要

本研究では、大気圧下や水溶液中の生物サンプル及び有機材料を高分解能で観察する、走査電子線を用いた新規の顕微鏡システムの開発を行う。このシステムでは、従来の装置では困難であった、溶液中の生物試料の非染色・非固定観察でナノメートルオーダーの分解能での観察を可能とする。さらに、サンプルの3次元構造と組成情報を同時に解析することを目標とする。本研究成果では、電子線を直接照射せず一旦薄膜へと吸収させ、ここから生じる２次的な物理線量をサンプルに照射する方法を開発し、電子線ダメージを防ぐとともに高コントラスト・高分解能での撮像を可能とした。このシステムは、バイオ試料のみならず材料系への応用も期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Nanoscale analysis of unstained biological specimens in water without radiation damage using high-resolution frequency transmission electric-field system based on FE-SEM (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 459 号: 3 ページ: 521-528
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.02.140
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Non-destructive observation of intact bacteria and viruses in water by the highly sensitive frequency transmission electric-field method based on SEM (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 450 号: 4 ページ: 1684-1689
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.07.062
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New simulated annealing approach considering helix bending applied to determine the 8.8 A structure of 15-protofilament microtubules (2014)
  • 著者名/発表者名: T.Ogura, H. Yajima, R.Nitta, N.Hirokawa, C.Sato
  • 雑誌名: J Struct Biol 巻: 188 号: 2 ページ: 165-176
  • DOI: 10.1016/j.jsb.2014.08.009
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct scanning electron microscopy-based observation of dispersed core shell-type nanoparticles in a wet state (2014)
  • 著者名/発表者名: Noriya Izua, Toshihiko Ogura, Takafumi Akamatsu, Toshio Itoh, Woosuck Shin
  • 雑誌名: Ceramics International 巻: 40 ページ: 16361-16364
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of unstained biological specimens in water by the frequency transmission electric-field method using SEM (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 3 ページ: e92780-e92780
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0092780
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of the inner structure of unstained atmospheric cells by low-energy electrons (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: Measurement Science & Technology 巻: Vol.23 号: 8 ページ: 085402-085402
  • DOI: 10.1088/0957-0233/23/8/085402
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-contrast observation of unstained proteins and viruses by scanning electron microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Ogura
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 10 ページ: e46904-e46904
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0046904
  • 査読あり
• [学会発表] 変動電位透過観察法による水溶液中の非染色・非固定ウイルスの直接観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小椋 俊彦
  • 学会等名: 日本ウイルス学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-11
• [学会発表] 走査電子顕微鏡による大気圧下の非染色バクテリアの高コントラスト観察法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小椋俊彦
  • 学会等名: 極限環境生物学会
  • 発表場所: 東京 日本大学
  • 年月日: 2012-12-02
• [学会発表] 走査電顕による非染色ウイルス試料の高コントラスト・低ダメージ観察方法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小椋俊彦
  • 学会等名: 日本ウイルス学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] 走査電子顕微鏡による非染色バクテリアサンプルの高コントラスト・低ダメージ観察法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小椋俊彦
  • 学会等名: 日本食品微生物学会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] A high-contrast and low-damage observation method of the unstained biological samples by scanning-electron microscop (2012)
  • 著者名/発表者名: 小椋俊彦
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] 走査電子線を用いた非染色生物試料の高コントラスト・低ダメージ観察方法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小椋俊彦
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会
  • 発表場所: つくば(招待公演)
  • 年月日: 2012-05-16