光圧誘起分子集合形成に基づく蛋白質の結晶作製の研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20550002
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 坪井 泰之 北海道大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (00283698)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 光圧 / 輻射力 / 放射圧 / 結晶化 / プラズモン / 分子集合体 / アミノ酸 / リゾチーム

研究概要

光圧を用いれば、溶液中の「好きな位置に好きなタイミングで好きな濃度の」局所的な高濃度ミクロドメインを形成できる。そうして形成した微粒子は、結晶形成への格好の"核"となるのではないか?これが当初のアイディアである。
そこで、光圧誘起分子集合形成法を、ニワトリ卵白リゾチームの結晶形成に適用してみた^<11)>。その結果、重水溶液中に光照射1時間～数時間で、焦点位置に極めて微小なリゾチーム集合体が確認された。その溶液を24時間静置し、結晶の形成の様子を観察したところ、レーザー未照射の試料では形成されないリゾチームの結晶が明確に観察された。このように、光圧は蛋白質の結晶形成に応用できる可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Acceleration of a Photochromic Ring-Opening Reaction of Diarylethene Derivatives by Excitation of Localized Surface Plasmon (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboil, Ryosuke Shimizu, Tatsuya Shoji, Noboru Kitamura
  • 雑誌名: J.Photochem. Photobiol. A.Chem. 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] 局在プラズモンを用いた光化学反応の高効率化とナノ粒子の光捕捉 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 雑誌名: 化学工業 62巻5号 ページ: 46-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of 2-Photon Absorption of a Dye in a Polymer Microsphere Based on an Optical Cavity Effect (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboil, Ryosuke Shimizu, Tatsuya Shoji, Noboru Kitamura
  • 雑誌名: Anal.Sci. Vol.26, No.12 ページ: 1241-1245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Trapping of Quantum Dots Based on Gap-Mode Excitation of Localized Surface Plasmon (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboi, Tatsuya Shoji, Noboru Kitamura, Mai Takase, Kei Murakoshi, Yoshihiko Mizumoto, Hajime Ishihara
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.Letters Vol.1, No.15 ページ: 2327-2333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Manipulation of Amino Acids inAqueous Solution (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之, 東海林竜也, 喜多村昇
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C. Vol.114, No.12 ページ: 5589-5593
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー転写によるシリコーンバイオセンサの作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 雑誌名: 材料の科学と工学 47巻5号 ページ: 18-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Near-Infrared CW Light can Drive 2-Photonic Photochromism with a Great Help from Localized Surface Plasmon (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboi, Ryosuke Shimizu, Tatsuya Shoji, Noboru Kitamura
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. Vol.131 ページ: 12623-12627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Manipulation of Proteins in Aqueous Solution (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboi, Tatsuya Shoji, Masayuki Nishino, Seiji Masuda, Koichiro Ishimori, Noboru Kitamura
  • 雑誌名: Appl.Surf.Sci. Vol.255, No.24 ページ: 9906-9908
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Transition Dynamics of Fluorescent-Labeled Poly(N-isopropylacrylamide) in Aqueous Solution as Revealed by Time-Resolved Spectroscopy Combined with a Laser T-Jump Technique (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboi, Yasuhiro Yoshida, Noboru Kitamura, Kaoru Iwai
  • 雑誌名: Kaoru Iwai Chem.Phys.Lett. Vol.486, No.1 ページ: 42-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] ソフトマテリアルのレーザ計測・操作・プロセス (2009)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 雑誌名: 電気学会技術報告 第1157号 ページ: 31-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光圧を用いたタンパク質のナノ集合体形成と分光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之・東海林竜也・喜多村昇
  • 雑誌名: 生物物理 49巻5号 ページ: 252-255
  • 査読あり
• [雑誌論文] プラズモン吸収に基くポリマーフィルムのナノホール加工 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田和志・坪井泰之
  • 雑誌名: レーザー加工学会誌 16巻2号 ページ: 38-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanohole Processing of Polymer Film Based on the Laser-Induced Superheating of Au Nanoparticles (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazushi Yamada, Tamitake Itoh, Yasuyuki Tsuboi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express Vol.1, No.8 ページ: 087001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Separation Dynamics of Aqueous Solutions of Thermo-Responsive Polymers Studied by a Laser T-Jump technique (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboi, Yasuhiro Yoshida, Noboru Kitamura
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B. Vol.112, No.9 ページ: 2562-2565
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-Induced Shock Wave Can Spark Mechanoluminescence of Amorphous Sugars (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboi, Toshiaki Seto, Noboru Kitamura
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A. Vol.112, No.29 ページ: 6517-6521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-Induced Reversible Volume Phase Transition of a Poly (N-isopropylacrylamide) Gel Explored by Raman Microspectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboi, Masayuki Nishino, Noboru Kitamura
  • 雑誌名: Polymer J. Vol.40, No.4 ページ: 367-374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Silver Nanoparticles by Laser Ablation in polyvinylpyrrolidon Solutions (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Tsuji, Y. Okazaki, Yasuyuki Tsuboi, Masaharu Tsuji
  • 雑誌名: Appl.Surf.Sci. Vol.254, No.16 ページ: 5224-5230
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザーで拓く刺激応答性高分子の新展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之・喜多村昇
  • 雑誌名: 光化学 39 ページ: 32-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization of Lysozyme Based on Molecular Assembling by Photon Pressure (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之, 東海林竜也, 喜多村昇
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. Vol.46, No.49 ページ: L1234-L1236
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-Induced Forward Transfer of Luciferase onto a PDMS Microchip as an ATP Sensor (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboi, Yosuke Furuhata, Noboru Kitamura
  • 雑誌名: Appl. Surf. Sci.. Vol.253, No.20 ページ: 8422-8427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Separation of Aqueous Poly (vinyl methyl ether) Solutions Induced by The Photon Pressure of a Focused Near Infrared Laser Beam (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboi, Masayuki Nishino, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, Noboru Kitamura
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. Vol.80 No.10 ページ: 1926-1931
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanosecond-Time-Resolved Observations of Laser Ablation of Noble Metals in Water (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Tsuji, Y. Okazaki, Yasuyuki Tsuboi, Masaharu Tsuji
  • 雑誌名: Jpn. J.Appl. Phys. Vol.46 No.4A ページ: 1533-1535
  • 査読あり
• [学会発表] 局在プラズモンで誘起する非線形光化学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: 2011世界化学年記念JST さきがけ研究領域合同シンポジウム「人類の危機に挑む研究開発:光と太陽エネルギー」日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Laser Chemistry of Soft Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Advanced Soft Materials
  • 発表場所: Kumamoto, Japan.
  • 年月日: 20101125-20101126
• [学会発表] プラズモン増強電場でナノ粒子を捕まえて観る (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: 平成22年電気学会電子・情報・システム部門大会企画シンポジウム「ビームマニピュレーションによるレーザプロセシング」
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20100902-20100903
• [学会発表] Optical Trapping of Bio-molecules and Nanoparticles Based on Resonance and Surface Plasmon (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tsuboi
  • 学会等名: 11th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2010)
  • 発表場所: Stuttgart, Germany
  • 年月日: 20100607-20100610
• [学会発表] Optical Trapping of Bio-molecules and Nanoparticles (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: The 7th Asia-Pacific Laser Symposium 2010
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
  • 年月日: 20100515-20100520
• [学会発表] 局在プラズモン増強光電場を用いたナノ粒子の光捕捉 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: 日本分光学会高感度表面・界面部会第三回シンポジウム
  • 発表場所: 産総研つくばセンター
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] フォトン・フォースで蛋白質分子を捕まえる (2009)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島文理大学
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] Molecular Trapping and Microspectroscopy of Biomolecules (2009)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: International Meeting on Interdiciplinary Chemistry 2009 at Ikaho
  • 発表場所: Gunma, Japan
  • 年月日: 20090918-20090919
• [学会発表] パルス/CW レーザーのバイオ/ソフトマテリアルへの新規な応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第29回年次大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20090110-20090112
• [学会発表] バイオ・ソフトマテリアルへのレーザー応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: 電気学会年次大会企画シンポジウム「レーザプロセシングの新潮流」
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] 光増強場における多光子光化学反応誘起 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 日本大学(船橋)
  • 年月日: 20080327-20080330
• [学会発表] Pulsed/CW Laser Chemistry of Bio-and Soft Materials (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 学会等名: International Conference on Fundamentals of Laser Assisted Micro-& Nanotechnologies : FLAMN-07
  • 発表場所: St.Petersburg, Russia
  • 年月日: 20070625-20070628
• [図書] 基礎研究を基盤とする化学の夢ロードマップ(日本化学会学術研究活性化委員会編) (2011)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 出版者: レーザーを用いた蛋白質の結晶化(印刷中)
• [図書] New Laser Chemistry of Stimuli-Responsive Polymer"Molecular electronics and related materials-Control and probe with light RESEARCH SIGNPOST (Chapter 12)(T.Naito et al. eds)(Ed., T. Naito)(Kerala/India) (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 総ページ数: 243-260
  • 出版者: Transworld ReseacrhNetwork
• [図書] レーザープロセスの基礎過程 最新レーザープロセッシングの基礎と産業応用(杉岡幸次・坪井泰之・他共編)(東京) (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪井泰之
  • 総ページ数: 53-54,71-84
  • 出版者: 電気学会/オーム社