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不凍タンパク質（AFP）は、平衡融点以下のある温度領域（FH：freezing hysteresis）で、水溶液中の氷の成長を完全に抑制する機能を持つ。一方、平衡融点以上のある温度領域（MH：melting hysteresis）では、氷の融解を完全に抑制することも知られているが、これまでに報告されているMHは、FHと比べて1～2桁小さい。本研究では、本質的なMHは負結晶中（水溶液が結晶に囲まれた系）でのみ測定可能という仮説のもと、負結晶中でMHを測定し、FHと同オーダーのMHを検出することを目的とした。
初年度は、負結晶を用いて有意なMHの検出を目指した。単結晶氷内部に注射針を挿入して真空ポンプで減圧し、温度と圧力を最適化して結晶を内部から昇華させることで、まずは六角柱状の負結晶の作成に成功し、負結晶の六方晶系の結晶軸の特定が可能となった。さらに負結晶中にAFP水溶液を注入してMHの検出を試みたが、注入するAFP水溶液の精密な温度制御や、水溶液注入後の結晶融解・成長を測定するための局所的な温度制御、さらには水・氷界面の観察に課題が残り、有意なMHの検出にまでは至らなかった。
最終年度には、実験手法の再考や装置の改良を行い、初年度の測定上の課題を解決して、MHの検出を試みた。その結果、0.5mg/mLのIII型AFP水溶液（FH～0.2℃）で、負結晶に注入した水溶液中心部の過熱度を0.1℃とした場合でも、c軸とは平行でないピラミッド面で融解が停止することを確認した。これは、当初の検出目標であったFHと同オーダーのMHの存在を示唆する結果である。しかし、まだMHの定量的な評価に必要な氷・水界面の温度の特定には至っていない。今後は、さらに精密な負結晶内外の温度分布制御を実現し、氷・水界面の温度を特定してMHを正確に評価することを計画している。
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