フェムト秒レーザーによる有機電気・光学結晶の飛躍的高品質化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656006
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 吉川 洋史 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50551173)
• 連携研究者: 森 勇介 大阪大学, 工学研究科, 教授 (90252618)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 結晶工学 / 結晶成長 / 応用光学・量子光学 / 表面・界面物性

研究概要

本研究では、有機材料の高品質結晶作製法の創製を目指し、フェムト秒レーザーを用いた結晶化（核発生および結晶成長）制御法の開発を行った。核発生においては、ゲル-溶液界面近傍でレーザー誘起キャビテーションバブルを発生させることで、低過飽和条件で核発生を誘起できる可能性を見出した。また、フェムト秒レーザーアブレーションによる種結晶作製法を開発し、多結晶や損傷のある結晶から、正常な単結晶を得ることが可能であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Laser Ablation for Protein Crystal Nucleation and Seeding (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yoshikawa, R. Murai, H. Adachi, S. Sugiyama, M. Maruyama, Y. Takahashi, K. Takano, H. Matsumura, T. Inoue, S. Murakami, H. Masuhara, and Y. Mori
  • 雑誌名: Chemical Society Reviews 巻: Vol.43 ページ: 2147-58
  • DOI: 10.1039/c3cs60226e
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Practical Technique for High Quality Protein Crystallization with the Solution Stirring Technique at the Interface between High-Concentrated Hydrogel and Solution (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki, M. Maruyama, Y. Takahashi, M. Yoshimura, H. Y. Yoshikawa, S. Sugiyama, H. Adachi, K. Takano, S. Murakami, H. Matsumura, T. Inoue, and Y. Mori
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: (印刷中)
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.065502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Gel-Solution Interfaces on Femtosecond Laser-Induced Nucleation of Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Nakayama, H. Y. Yoshikawa, R. Murai, M. Kurata, H. Maruyama, S. Sugiyama, Y. Aoki, Y. Takahashi, M. Yoshimura, S. Nakabayashi, H. Adachi, H. Matsumura, T. Inoue, K. Takano, S. Murakami, Y. Mori
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: Vol. 13 ページ: 1491-1496
  • DOI: 10.1021./cg301618h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatially Precise, Soft Microseeding of Single Protein Crystals by Femtosecond Laser Ablation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yoshikawa, Y. Hosokawa, R. Murai, Sazaki, T. Kitatani, H. Adachi, T. Inoue, H. Matsumura, K. Takano, S. Murakami, S. Nakabayashi, Y. Mori, and Masuhara
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: Vol. 12 ページ: 4334-4339
  • DOI: 10.1021/cg300018t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of a Forced Solution Flow on the Step Advancement on Faces of Tetragonal Lysozyme Crystals : Direct Visualization of Individual Steps under a Forced Solution Flow (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Maruyama, H. Kawahara, G. Sazaki, S. Maki, Y. Takahashi, H. Y. Yoshikawa, S. Sugiyama, H. Adachi, K. Takano, H. Matsumura, T. Inoue, S. Murakami, and Y. Mori
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: Vol. 12 ページ: 2856-2863
  • DOI: 10.1021/cg300025b
  • 査読あり
• [学会発表] フェムト秒レーザーを用いたタンパク質結晶の成長制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 冨永勇佑、林佑紀、中山智詞、丸山美帆子、高橋義典、吉川洋史、吉村政志、杉山成、安達宏昭、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、森勇介
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス, 神奈川
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] フェムト秒レーザーを用いたタンパク質の結晶核発生技術~キャビテーションバブル挙動制御による技術の高度化~ (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山智詞、吉川洋史、倉田将輝、丸山美帆子、村井良多、高橋義典、吉村政志、杉山成、松村浩由、安達宏昭、高野和文、村上聡、井上豪、森勇介
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第34回年次大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場, 福岡
  • 年月日: 2014-01-20
• [学会発表] Laser-induced Crystallization of Metastable Form of Pharmaceutical Compound Indomethacin (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ikeda, T. Yamada, Y. Mori, Y. Takahashi, M. Maruyama, H.Y. Yoshikawa, S. Okada, H. Adachi, S. Sugiyama, K. Takano, S. Murakami, Y. Matsumura, T. Inoue, M. Yoshimura, and Y. Mori
  • 学会等名: International Symposium on Nanophotonics and Nanomaterials 2014 (ISONP2014)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2014-01-15
• [学会発表] レーザー誘起結晶化技術を用いた医薬化合物の準安定相晶出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田憲治,山田利彦,森陽一朗,高橋義典,丸山美帆子,吉川洋史,岡田詩乃,安達宏昭,杉山成,高野和文,村上聡,松村浩由,井上豪,吉村政志、森勇介
  • 学会等名: 第43回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 長野市生涯学習センター, 長野
  • 年月日: 2013-11-08
• [学会発表] 放射圧により形成・時間発展する高濃度領域に伴う蛍光リゾチームの結晶成長挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西村晋平、杜静如、吉川洋史、中林誠一郎、柚山健一、杉山輝樹、増原宏
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学, 京都
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] フェムト秒レーザー誘起結晶化による医薬化合物インドメタシンの結晶多形制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田憲治、山田利彦、森陽一朗、高橋義典、丸山美帆子、吉川洋史、岡田詩乃、安達宏昭、杉山成、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、吉村政志、森勇介
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学, 京都
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] フェムト秒レーザー誘起結晶化によるインドメタシンの結晶多形制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田憲治,山田利彦,森陽一朗,西村健,高橋義典,丸山美帆子,吉川洋史,岡田詩乃,安達宏昭,杉山成,高野和文,村上聡,松村浩由,井上豪,吉村政志,森勇介
  • 学会等名: 日本薬剤学会第28年会
  • 発表場所: ウインクあいち, 愛知
  • 年月日: 2013-05-23
• [学会発表] 集光レーザービームの放射圧による蛍光ラベル化リゾチームの結晶成長制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西村晋平,杜静如,吉川洋史,中林誠一郎,柚山健一,杉山輝樹,増原宏
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学, 神奈川
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 超短パルスレーザーを用いた有機結晶核発生~固相ゲル界面効果の検証~ (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山智詞、吉川洋史、青木裕介、倉田将輝、丸山美帆子、村井良多、高橋義典、吉村政志、杉山成、松村浩由、安達宏昭、高野和文、村上聡、井上豪、森勇介
  • 学会等名: 第42回結晶成長国内会議(NCCG-42)
  • 発表場所: 九州大学, 福岡
  • 年月日: 2012-11-11
• [学会発表] 集光短パルスレーザーを駆使したタンパク質結晶化・細胞接着力測定法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉川洋史
  • 学会等名: 第8回鴨叡会・生命分子化学科セミナー
  • 発表場所: 京都府立大学, 京都
  • 年月日: 2012-10-05
• [学会発表] 超短パルスレーザーによる膜タンパク質の結晶核発生~界面活性剤のキャビテーションバブルへの影響~ (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山智詞、吉川洋史、青木裕介、倉田将輝、丸山美帆子、村井良多、高橋義典、吉村政志、杉山成、安達宏昭、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、森勇介
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学, 愛媛
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Bio-applications of ultrafast laser pulses to protein crystallization and cell adhesion strength measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉川洋史
  • 学会等名: エクストリームフォトニクスセミナー
  • 発表場所: 理化学研究所, 埼玉
  • 年月日: 2012-05-31
• [図書] 微小体積タンパク質溶液の高圧下での結晶化, タンパク質結晶の最前線第II編第2章, 70-75 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川洋史(杉山成監修)
  • 総ページ数: 70-75
  • 出版者: CMC出版