| 研究課題/領域番号 |
18206007
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
高井 義造 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30236179)
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| 研究分担者 |
木村 吉秀 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70221215)
永富 隆清 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90314369)
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| キーワード | 透過型電子顕微鏡 / 収差補正 / 位相像再構成 / 3次元フーリエフィルタリング法 / 電子線照射損傷 / 低ドーズ観察 / DNA |
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| 研究概要 |
研究の目的は、振興調整費プロジェクトで開発した超コヒーレント・バイオ位相差電子顕微鏡の照明系、試料系、結像系に改良を加えて新しい低ドーズ低損傷結像システムを開発し、無染色単一バイオ分子の分子レベル構造観察を実現することである。
初年度は、照明系に動的な照射角変調機能を有するホローコーン照明システムを開発し、色収差の影響を軽減することでこれまで以上の高い分解能で位相・振幅成分を分離再生することに成功した。また、生体試料の電子線照射損傷を軽減するために低振動低温試料ホルダーを開発した。冷却達成温度は約マイナス100度であったが、液体窒素のバブリングによる振動が試料に伝わりにくい構造を採用したため、0.204nmの結晶格子縞を低温時において観察できる高分解能化を達成した。
本年度は、上記の開発したシステムが超低ドーズの電子線照射下における新しい結像システムとして機能するように以下のような技術的改良を行い、無染色単一バイオ分子の分子レベル観察を実施した。
(1)電子線を間欠的に照射する照明方法を開発し、電子線損傷を約1/2に低減させることに成功した。(2)超低ドーズ条件において3次元フーリエフィルタリング処理が理想的に機能するように、最適な撮影枚数、フォーカス幅、フーカス位置を決定した。(3)電子ドーズを考慮した画像のシミュレーションプログラムの開発、新しい概念に基づく試料ドリフト補正プログラムや画像取得のためのフォーカス位置の制限を受けない波動場再構成法を開発し、DNAの無染色分子レベル観察に成功した。(4)静電型位相板が挿入可能な特殊対物絞りホルダーを製作し、この絞りホルダーに装着する輪帯対物絞りを収束イオンビーム加工によりを作製した。動的ホローコーン照明とフーリエフィルタリング技術を組み合わることにより、軸上照明の情報限界を超えた振幅・位相成分の無収差分離再生に成功した。
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