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2014 年度 実績報告書

金属微粒子を集積化したカラークリスタルの成長過程の単一微粒子検出によるその場観察

研究課題

研究課題/領域番号 24510141
研究機関株式会社コンポン研究所

研究代表者

武田 佳宏  株式会社コンポン研究所, その他部局等, 研究員 (80557744)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード結晶 / 微粒子 / 蛍光顕微鏡 / タンパク質 / リゾチーム / 集積化 / 単一微粒子検出 / 核形成
研究実績の概要

様々な金属ナノ粒子についてタンパク質の結晶の核形成の促進効果を探索した結果、Ptナノ粒子が核形成促進することを見出した。Ptナノ粒子の集積化と核形成促進のメカニズムを解明するために動的光散乱を計測した。その結果、Ptナノ粒子とリゾチーム分子が複合体を形成していることが明らかになった。Ptナノ粒子の周囲にリゾチーム分子の高濃度の領域が形成され、結晶核形成が促進されたと考えられる。またゼータ電位を計測した結果、Ptナノ粒子のみでは1mV、リゾチーム分子のみでは6mVであるのに対し、Ptナノ粒子とリゾチーム分子の複合体は2.5mVであることがわかった。複合体形成により、高い表面電位を持つリゾチームの表面電位が低下し、リゾチーム分子同士の反発が抑制され結晶核形成が促進されたと考えられる。
さらに光学顕微鏡を用いて、金属ナノ粒子の集積化ダイナミクスを調べるシステムを作製した。まず結晶化過程全体(数日間)を一定温度条件で観察ができる顕微鏡システムを作製した。またガラス表面上の金ナノ粒子に対して、単一金ナノ粒子からの表面プラズモン散乱の検出を行うことにより単一ナノ粒子検出可能な顕微鏡を構築した。さらに蛍光ナノ粒子に対して単一蛍光ナノ粒子からの蛍光検出が可能な蛍光顕微鏡も構築した。
またPtナノ粒子を集積化したタンパク質結晶(カラークリスタル)を利用してPtナノ粒子の集積化のメカニズムを解明した。まずpH4前後で、1mVと-3 mVのPtナノ粒子を作成し、それぞれPtおよびPt'ナノ粒子とした。これらのナノ粒子のリゾチーム結晶への集積化効率を測定した結果、Ptナノ粒子は結晶に集積化しやすく、Pt'ナノ粒子は集積化しにくいことがわかった。PtおよびPt'ナノ粒子の集積化ダイナミクスはナノ粒子、リゾチーム、Naイオン、Clイオンの相互作用で説明できることがわかった。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 液相レーザーアブレーションによるナノ粒子の合成とその応用2015

    • 著者名/発表者名
      武田佳宏
    • 雑誌名

      O plus E

      巻: 423 ページ: 110-114

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of wide bandgap cerium oxide nanoparticles by laser ablation in aqueous solution2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Takeda, Fumitaka Mafune
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 599 ページ: 110-115

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2014.03.026

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-assembly of positively charged platinum nanoparticles in lysozyme crystal2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Takeda, Fumitaka Mafune
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 604 ページ: 110-115

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2014.04.051

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 液相レーザーアプレーションの生体応用2015

    • 著者名/発表者名
      武田佳宏
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      千葉県船橋市
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 正に帯電した白金微粒子のタンパク質結晶への集積化2014

    • 著者名/発表者名
      武田佳宏、真船文隆
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島県東広島市
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
  • [学会発表] Formation of wide bandgap cerium oxide nanoparticles by laser ablation in aqueous solution2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Takeda, Fumitaka Mafune
    • 学会等名
      EOS Conference on Advanced Nanoparticle Generation and Excitation by Lasers in Liquids (ANGEL 2014)
    • 発表場所
      愛媛県松山市
    • 年月日
      2014-05-19 – 2014-05-21
  • [備考] 豊田工業大学クラスター研究室・コンポン研究所東東京研究室

    • URL

      http://www.clusterlab.jp/

  • [備考] グリーンナノサイエンスデザイン研究会

    • URL

      http://www.clusterlab.jp/2012/greennano.html

  • [備考] 武田 佳宏  (主幹) |研究領域:微粒子クラスター|

    • URL

      http://www.clusterlab.jp/2012/p_takeda.html

  • [産業財産権] X線結晶構造解析用のタンパク質結晶の製造方法2014

    • 発明者名
      武田佳宏、真船文隆
    • 権利者名
      トヨタ自動車(株)、東京大学、(株)コンポン研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-193144
    • 出願年月日
      2014-09-22

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公開日: 2016-06-01  

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