生細胞への高効率なX線照射を実現する光源一体型試料ホルダーの開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540517
• 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: プラズマ科学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 加道 雅孝 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (30360431)
• 連携研究者: 石野 雅彦 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (80360410)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: プラズマ応用 / X線顕微鏡

研究概要

金の極薄膜ターゲットを用いた新型試料ホルダーを開発し、生細胞への高効率なX線照射を実現することにより、培養中の生細胞の瞬時撮像を行った。細胞の位相差顕微鏡像、蛍光顕微鏡像、軟X線顕微鏡像を直接比較することにより、細胞内小器官の詳細な構造の解析を行った。その結果、細胞骨格とミトコンドリアの相関関係や細胞核内のクロマチン構造等が明らかとなった。このように、生きている細胞の生の状態での詳細な内部構造を高解像度で直接観察する手段を世界で初めて開発することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a specimen holder combined with ultra thin film laser plasma x-ray source for compact contact-type soft x-ray microscope to observe hydrated living biological cells (2011)
  • 著者名/発表者名: 石野雅彦、加道雅孝, 他
  • 雑誌名: Proceeding of SPIE 巻: Vol.8139 ページ: 81390R1-7
  • DOI: DOI:10.1117/12.892864
• [雑誌論文] Observation of Organelles in Leydig Cells by Contact Soft X-Ray Microscopy with a Laser Plasma X-Ray Source (2011)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝, 他
  • 雑誌名: AIP Confference Proceeding 巻: Vol.1365 ページ: 391-394
  • DOI: DOI:10.1063/1.3625385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flash imaging of fine structures of cellular organelles by contact x-ray microscopy with a high intensity laser plasma x-ray source (2010)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝, 他
  • 雑誌名: Proceeding of SPIE 巻: Vol.8139 ページ: 81390O1-7
  • DOI: DOI:10.1117/12.892438
• [雑誌論文] Observations of the intense soft x-ray emissions from ultra thin Au films irradiated with high contrast laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: 石野雅彦、加道雅孝, 他
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: Vol.7589 ページ: 75891B-75891B-8
  • DOI: DOI:10.1117/12.839945
• [雑誌論文] Observation of actin filaments in Leydig cells with a contact-type soft x-ray microscope with laser plasma x-ray source (2010)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝、石野雅彦, 他
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C 巻: Vol.130 ページ: 1774-1778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a soft x-ray plasma camera with a Fresnel zone plate to image laser produced plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝, 他
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: Vol.186 ページ: 012031-012034
  • DOI: DOI:10.1541/ieejeiss.130.1774
• [学会発表] 極薄膜ターゲットを用いた高輝度軟X線源の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 兵庫県西宮市
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 水の窓波長X線を用いた軟X線顕微鏡による生細胞のその場観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: 電顕技術開発若手研究部会第3回ワークショップ
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2012-01-06
• [学会発表] レーザープラズマ軟X線を用いた密着型顕微鏡による細胞内小器官の観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: 平成23年度レーザー励起X線源とその応用研究会
  • 発表場所: 静岡県熱海市
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] レーザープラズマ軟X線顕微鏡による細胞内器官の構造解析II (2011)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山県富山市
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Flash imaging of fine structures of cellular organelles by contact x-ray microscopy with a high intensity laser plasma x-ray source (2011)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: SPIE 2011 Optics+Photonics
  • 発表場所: サンディエゴ(米国)
  • 年月日: 2011-08-24
• [学会発表] Development of a specimen holder combined with ultra thin film laser plasma x-ray source for compact contact-type soft x-ray microscope to observe hydrated living biological cells (2011)
  • 著者名/発表者名: 石野雅彦
  • 学会等名: SPIE 2011 Optics+Photonics
  • 発表場所: サンディエゴ(米国)
  • 年月日: 2011-08-24
• [学会発表] レーザープラズマ軟X線による細胞内器官の観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: レーザー学会専門委員会第5回委員会
  • 発表場所: 大阪府吹田市
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] レーザープラズマX線源を用いた密着型軟X線顕微鏡による細胞内器官の観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: 第24回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム、サテライトシンポジウム
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] Observations of the intense soft x-ray emissions from ultra thin Au films irradiated with high contrast laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: 石野雅彦
  • 学会等名: SPIE Photonics West 2010
  • 発表場所: サンフランシスコ(米国)
  • 年月日: 20100123-29
• [学会発表] 極薄膜ターゲットを用いた高輝度軟X線源の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: 平成22年度レーザープラズマ粒子加速研究会
  • 発表場所: 静岡県浜松市
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Recent progress on plasma x-ray laser and its application at JAEA (2010)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: 3rd Photonics and OptoElectronics Meetings
  • 発表場所: 武漢(中国)
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] Observation of Organelles in Leydig Cells by Contact Soft X-Ray Microscopy with a Laser Plasma X-Ray Source (2010)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: 10th International Conference on X-Ray Microscopy
  • 発表場所: シカゴ(米国)
  • 年月日: 2010-08-19
• [学会発表] 軟X線による生体試料イメージングII細胞内器官のイメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 加道雅孝
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第66回学術講演会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2010-05-25
• [備考] (1)プレス発表:「初めて見た生きた細胞の超微細構造の観察に成功-夢の顕微鏡:レーザープラズマ軟X線顕微鏡の開発で実現-」、2011年8月17日、大阪科学・大学記者クラブ
  • URL: http://www.jaea.go.jp/02/press2011/p11081701/index.html
• [備考] (2)平成23年度大阪ニュークリアサイエンス協会賞(応用研究・開発部門)受賞「レーザー励起X線源を用いた軟X線顕微鏡による細胞内小器官のその場観察技術の開発」
  • URL: http://homepage2.nifty.com/onsa/jusyousya.htm