2003 Fiscal Year Annual Research Report
超解像位相差電子顕微鏡法による原子レベルDNAゲノム解析
Project/Area Number |
02J04515
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
川崎 忠寛 名古屋大学, 工学研究科, 助手
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Keywords | DNA / 位相差電子顕微鏡法 / 3次元フーリエフィルタリング法 / 透過型電子顕微鏡 / 原子レベル分解能 / 球面収差補正 / 電子光学素子 / 計算機シミュレーション |
Research Abstract |
DNAの分子構造は、X線回折からその構造が知られているが、原子レベルの構造解析は未だなされていない。そのような高分解能解析には、透過型電子顕微鏡(TEM)による観察が非常に有効であるが、従来のTEMの結像系は理想的なものではなく、収差(特に球面収差)が残存していること、焦点を合わせると位相像が観察できないことなどが問題であった。特に、DNAのような生体分子は位相像でなければ観察することができないため、これまでは十分な分解能が発揮されていなかった。そこで本研究では、フォーカスの異なる複数枚画像を用いることで位相像が再構成できる3次元フーリエフィルタリング法という超解像位相差電子顕微鏡法を確立し、それを応用して、DNAの原子レベル観察を試みている。本年度に行なった研究の概要を以下にまとめる。 (1)再生位相像における原子位置再現性の定量評価 本手法によって得られる位相像は、試料が薄ければ原子位置を正確に再現することが可能である。その精度は、試料の厚さが増すほど劣化するが、DNAを観察する場合であれば、ピコ・メートルの精度で原子の位置情報が得られることをシミュレーションによって明らかにした。 (2)球面収差補正のための電子光学素子の開発 3次元フーリエフィルタリング法と合わせて、球面収差補正素子を電子顕微鏡装置に組み込むことで、さらなる高分解能化が可能となる。そこで、その開発の第1段階として、計算機シミュレーションを行なうことで電子光学素子の構造に関する知見を得ることを試みた。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] T.Kawasaki, M.Taya, Y.Takai: "Quantitative Analysis of Surface Atom Positions in a Thick Crystal as Determined by a Reconstructed Exit Wave"Journal of Electron Microscopy. Vol.52 No.4. 375-381 (2003)
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[Publications] M.Taya, H.Kutsubo, T.Kawasaki, Yoshizo Takai: "Spherical-aberration-free phase observation of Si/SiO_2 interface"Proc.of 3rd International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '03. Vol.1. 133 (2003)
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[Publications] Y.Takai, T.Kawasaki, Y.Kimura: "Phase transmission electron microscopy with aberration correction based on active defocus modulation"Proc.of 3rd International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '03. Vol.1. 182 (2003)