2025年 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情報】

〇多元物質科学研究所　技術職員　海原大輔
研究室ウェブサイト
多元物質科学研究所　教授　米倉功治、准教授　濵口祐
研究室ウェブサイト
多元物質科学研究所　准教授　佐藤庸平
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【発表のポイント】

• 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タンパク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。

【概要】

タンパク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^（注１）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日付で掲載され、本誌のSupplementary Coverにも選出されました。

【用語解説】

注1. クライオ電子顕微鏡：タンパク質やウィルスなどの生体分子や細胞を含む水溶液を液体エタンによって急速凍結（非晶質凍結）し、液体窒素冷却下、電子線による損傷を抑えながら、自然に近い状態で観察する電子顕微鏡。

【論文情報】

タイトル：Low-Dose Elemental Mapping of Light Atoms in Liquid-phase Materials Using Cryo-EELS
著者：海原大輔、佐藤庸平、濵口祐*、米倉功治*
*責任著者：東北大学多元物質科学研究所　教授　米倉功治、准教授　濵口祐
掲載誌：Analytical Chemistry
DOI: 10.1021/acs.analchem.5c02121

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学多元物質科学研究所
教授　米倉 功治（よねくら こうじ）
TEL: 022-217-5380
Email: koji.yonekura.a5*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

東北大学多元物質科学研究所
准教授　濵口 祐（はまぐち たすく）
TEL: 022-217-5381
Email: tasuku.hamaguchi.c3*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

東北大学多多元物質科学研究所
技術職員　海原 大輔（うなばら だいすけ）
TEL: 022-217-5381
Email: daisuke.unabara.c1*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学多元物質科学研究所 広報情報室
TEL: 022-217-5198
Email: press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）