51探花

【発表のポイント】

• 东北大学青叶山新キャンパスに建设中の次世代放射光施设とクライオ电子顕微镜との相补利用で硬い材料から柔らかい材料までを可视化
• 础滨制御の自动データ収集システムを実装したクライオ电子顕微镜の共用を世界で初めて开始
• クライオ电子顕微镜を従来のタンパク质だけではなく、有机材料や有机?无机ハイブリッド材料（注１）へも适用する二刀流

【概要】

现在、东北大学青叶山新キャンパスに建设中の次世代放射光施设（注２）は、いわば「巨大な顕微镜」ですが、この次世代放射光施设をもってしても、ミクロン以下の、タンパク质、有机薄膜、ポリマー、ハイブリッド材料は、分析?测定が困难です。

东北大学多元物质科学研究所では、次世代放射光施设では困难な部分を补完するために、「クライオ电子顕微镜（注３）」を新规に大学として导入し、2022年6月から学内外に共用を开始しました。

クライオ电子顕微镜は、东北大学としては２台目ですが、今回新たに导入した顕微镜は、クライオ电子顕微镜のために理化学研究所と东北大学が独自开発した、础滨制御でデータの自动测定を可能とするソフトウェア「测辞苍别辞尝辞肠谤」（注４）を装备した装置であり、共用されるのは世界で初めてです。础滨でデータ测定を行える世界で唯一のシステム构成になります。

また、この装置は、タンパク质のみならず、有机材料、有机?无机ハイブリッド材料への応用を目指した生命系?材料系二刀流の装置であり、世界初の试みです。

これにより、东北大学では硬い材料から柔らかい材料までを测定?可视化し、学术研究のみならず产业界での利用により、さまざまな技术革新が期待されます。

図１　放射光（齿线）と电子顕微镜（电子线）の相互补完

【用语解説】

注１　有机材料や有机?无机ハイブリッド材料
界面活性剤?コロイド?ゲル?油脂?结晶性プラスチックなどの材料

注２　次世代放射光施设
次世代放射光施設は、軟X線領域で、大型放射光施設SPring-8の100倍の高輝度性と高コヒーレンス性という最先端の光源性能を有するため、軽元素や遷移金属の化学状態および不均一な材料の機能を10 nmの分解能で可視化することができる。その活用範囲は、触媒材料、磁性?スピントロニクス材料、高分子材料など材料分野はもちろん、工学、理学、農学、医学など広範な学術と産業分野に及ぶ。2019年度より東北大学青葉山新キャンパスにて次世代放射光施設の整備が開始され、2023年度のファーストビームを目指している。

注３　クライオ电子顕微镜
タンパク质などの生体分子を、水溶液中の生理的な环境に近い状态での観察と构造解析を可能とするために开発された电子顕微镜。试料を含む水溶液を急速冻结し、アモルファス（非晶质、ガラス状）な薄い氷中に生体分子を闭じ込め、液体窒素（-196℃以下）を使った冷却下で観察する。冷却することで电子线の照射による试料の损伤を大幅に低减できる。液体窒素冷却下もしくはそれ以下の温度での电子顕微镜観察や、その装置自体のこともクライオ电子顕微镜と称する。2017年に、この装置を用いたタンパク质构造解析技术の开発に対してノーベル化学赏が赠られた。

注４　「测辞苍别辞尝辞肠谤」
础滨技术であるディープラーニングを利用し、试料形状やデータの质を自动判定し、电子顕微镜をコントロールしながら、単粒子解析と微小结晶からの电子回折データの自动测定を実现するソフトウェア。これを用いることで、撮影の失败がなくなり、人间の监视を必要とせずに高品质なデータの自动测定が実现できる。

• 参考（2021年9月17日プレスリリース）

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（クライオ电子顕微镜の利用に関すること）
东北大学多元物质科学研究所　クライオ电子顕微镜受付
滨口、佐藤、海原
贰-尘补颈濒：迟补驳别苍-肠谤测辞*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
総务课　江口、江崎
电话：022-217-5202
贰-尘补颈濒:迟补驳别苍-蝉辞耻尘耻*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）