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2015 年度 実施状況報告書

完全無容器状態でのタンパク質結晶成長技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K04669
研究機関大阪大谷大学

研究代表者

牧 祥  大阪大谷大学, 薬学部, 助教 (20502256)

研究分担者 萩原 政幸  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10221491)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードcrystal growth / magnetic force / magnetic levitation / numerical computation / visualization / thermal properties
研究実績の概要

磁気浮上による完全無容器条件下での結晶成長を実現するため、本研究予算で購入した高磁場2方向観察記録装置とサンプル全処理観察装置を用いて研究を行っている。2016年1月にJapanese Journal of Applied Physics 55, 035505 (2016)に磁気浮上結晶化技術に成果発表した。
この研究と関連し、磁気熱対流の側面からの可視化に初めて成功した。第28回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会でその成果を発表した。詳細は、現在、論文執筆中である。
磁気浮上化技術を応用し、おそらく世界で初めてとなるタンパク質結晶(卵白リゾチーム)の熱伝導率と熱拡散率の計測に成功した。本研究成果は国際学会IGNITE2016で初めて報告したが、詳細は2016年3月に日本熱物性学会に学術論文を投稿した。現在、査読結果待ちである。また国際学会のATPC2016でも発表予定(参加登録済)である。
2016年度は磁気力ブースターを用いて高性能な磁気浮上結晶化を行う。既に実験系の設計が終了し、業者と開発中である(5月後半に完成予定)。またタンパク質から不純物を除去するための精製も行っている。条件探索は既にほとんど終了し、6月から大量精製の予定である。
数値計算による磁場中での物質拡散や対流効果に関する解析も行っている。その一部は国際学会のICMS2015で発表した。詳細をまとめた論文を執筆し、投稿も済ませた。現在、査読結果待ち状態である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初は磁気浮上結晶化だけを考えて研究を進め、論文化も行ったが、購入した機器のおかげで、新しい知見も蓄積することができた。当初考えていなかったような成果(磁気熱対流の可視化やタンパク質結晶の熱物性計測)の成果も上げることができ、順調に研究を遂行できていると思う。

今後の研究の推進方策

今年度から行う磁気力ブースターを適用した磁気浮上結晶化技術はこれまで例がなく、新しい知見が期待できる。理論的には本手法に問題はなく、装置開発も順調に進んでいるので、なるべく今年度中に成功し、当初課題の大部分を終わらせるつもりで努力する。

次年度使用額が生じた理由

装置等の開発のために物品費に重点配分したため。

次年度使用額の使用計画

2016年度は磁気力ブースター等の開発予定があるため、2015年度同様、物品費に重点配分する必要が発生するかもしれないが、当初の予定していた予算内に収まるように努める。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] In situ observation of containerless protein crystallization by magnetically levitating crystal growth2016

    • 著者名/発表者名
      Syou Maki, Yoshifumi Tanimoto, Chikako Udagawa, Shotaro Morimoto, Masayuki Hagiwara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 ページ: 035505-1, 6

    • DOI

      http://doi.org/10.7567/JJAP.55.035505

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Simultaneous Measurement of Thermal Conductivity and Diffusivity of Hen Egg-White Lysozyme Crystals Using a Transient Short Hot Wire Method and Magneto-Archimedes Effect2016

    • 著者名/発表者名
      Seiji Fujiwara, Syou Maki, Ryunosuke Maekawa, Seiichi Tanaka, Masayuki Hagiwara
    • 学会等名
      The 11th Asian Thermophysical Properties Conference
    • 発表場所
      Pacifico YOKOHAMA Annex Hall, Yokohama
    • 年月日
      2016-10-02 – 2016-10-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements of Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity of Hen Egg-White Lysozyme Crystals Using a Short Hot Wire Method2016

    • 著者名/発表者名
      Seiji Fujiwara, Syou Maki, Seiichi Tanaka, Ryunosuke Maekawa, Tomoki Masuda, Masayuki Hagiwara
    • 学会等名
      Advanced Materials for Innovative Technologies 2016
    • 発表場所
      Penang, Malaysia
    • 年月日
      2016-01-26 – 2016-01-29
    • 国際学会
  • [学会発表] 全自動可視化装置による超電導マグネット中での熱対流制御2015

    • 著者名/発表者名
      牧 祥
    • 学会等名
      第28回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会
    • 発表場所
      東海大学熊本キャンパス, 熊本
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-22
  • [学会発表] Effect of Magnetic Susceptibility Gradient Force on Magnetothermal Convection2015

    • 著者名/発表者名
      Syou Maki, Yoshifumi Tanimoto, Chikako Udagawa, Shotaro Morimoto
    • 学会等名
      International Conference on Magneto-Science 2015 (ICMS 2015)
    • 発表場所
      Hotel Buena Vista, Matsumoto city, Nagano, Japan
    • 年月日
      2015-10-28 – 2015-10-31
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional Computation of Magnetothermal Convection of Air Located in the Center of a Superconducting Magnet2015

    • 著者名/発表者名
      Keito Tanaka, Syou Maki, Yoshifumi Tanimoto, Chikako Udagawa, Shotaro Morimoto
    • 学会等名
      International Conference on Magneto-Science 2015 (ICMS 2015)
    • 発表場所
      Hotel Buena Vista, Matsumoto city, Nagano, Japan
    • 年月日
      2015-10-28 – 2015-10-31
    • 国際学会
  • [学会発表] 軸対称半径方向磁気力による磁気熱対流の発達と数理輸送現象2015

    • 著者名/発表者名
      牧 祥, 田中恵土, 谷本能文, 宇田川周子, 森本正太郎
    • 学会等名
      第65回 日本薬学会近畿支部総会・大会
    • 発表場所
      大阪大谷大学薬学部棟
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-17

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公開日: 2017-01-06  

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