ポイント
- クライオ電子顕微鏡を用いた新たな元素マッピング技術を開発しました。
- 凍結溶媒内のナノ粒子や粒子表面を修飾するたんぱく質に由来する元素の検出と可視化に成功しました。
- 凍結溶媒内のナノ粒子から、生体の構成元素であるカルシウムやリンの検出・可視化に成功しました。
- 広範な物質研究における新しい分析・評価技術となることが期待されます。
たんぱく質などの構造を調べる際、試料を急速凍結した後、液体窒素で極低温を維持したまま観察できるクライオ電子顕微鏡を用いることによって、電子線照射による損傷が抑えられ、溶媒中あるいは溶媒を含んだ状態における試料の本来に近い姿を捉えることが可能です。この技術は、生体分子や細胞などの生物試料の観察や構造解析に広く利用されています。近年では、生物試料にとどまらず、非生物試料や生物-非生物ハイブリッド試料の観察にも利用が広がっています。
東北大学 多元物質科学研究所の海原 大輔 技術職員（同大学 事業支援機構 総合技術部 分析・評価・観測群）、佐藤 庸平 准教授、濵口 祐 准教授、米倉 功治 教授（理化学研究所 放射光科学研究センター グループディレクター兼任）らの共同研究チームは、クライオ電子顕微鏡を用いて、凍結した溶媒内に存在するナノ材料の元素分布を高精度で可視化して分析する技術を開発しました。これにより、溶液中での材料の構造と状態に加えて、構成元素に関する情報が得られることから、ナノ環境で構築される生命科学および材料科学研究の飛躍的な発展が期待されます。
本成果は、米国化学会の専門誌「Analytical Chemistry」オンライン版に、2025年7月31日付（現地時間）で掲載されました。
本研究は、JSPS 科研費奨励研究（研究代表者：海原 大輔、JP25H00211）、科学技術振興機構（JST） 未来社会創造事業探索加速型「超原子座標構造の可視化による創薬の革新（研究代表者：米倉 功治、JPMJMI23G2）」、日本医療研究開発機構 生命科学・創薬研究支援基盤事業（研究代表者：米倉 功治、JP23ama121006）、東北大学 ソフトマテリアル研究センターの支援を受けて実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 PDF（539KB）
＜論文タイトル＞
- “Low-Dose Elemental Mapping of Light Atoms in Liquid-phase Materials Using Cryo-EELS”
- DOI：10.1021/acs.analchem.5c02121
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