所属
理学院 准教授
職名
准教授
外部リンク
マツシタ ミチオ
松下 道雄
MATSUSHITA MICHIO
News & Topics
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Pinpointing biomolecules with nanometer accuracy
2019/10/21
掲載言語： 英語
Scientists at Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) demonstrate a new approach in fluorescence microscopy that can be used to locate individual biomolecules in 3D space with nanometer-scale p
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クライオ蛍光顕微鏡で分子イメージングに成功 鍵はナノレベルのピント合わせにあり
2019/10/11
掲載言語： 日本語
要点-ナノメートル正確度のクライオ蛍光顕微鏡が完成-通常の蛍光顕微鏡に比べて2桁高い正確度-長さ10ナノメートルの二本鎖DNAの両末端を1分子ごとに可視化概要東京工業大学理学院物理学系の古林琢大学院生、石田啓太大学院生、松下道雄准教授、藤
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2019/07/17
掲載言語： 日本語
極限環境への耐性、広視野、高開口数、すべての収差の補正を並立 成功の鍵は、対物レンズ設計では非主流の反射光学系 生命現象の光イメージングに道筋をつける新技術
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世界初、光学顕微鏡で三次元分子解像度を実現 ―生命現象の分子レベル画像化に期待―
2017/07/04
掲載言語： 日本語
一つ一つの生体分子の三次元位置をそのサイズと同等の解像度で観察可能に 手作り光学顕微鏡だからできた世界最高の解像度 鮮明な画像の鍵は超流動ヘリウムとその中で使える反射対物レンズ
学位
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理学博士 （ 京都大学 ）
-
理学修士 （ 京都大学 ）
研究分野
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ライフサイエンス / 生物物理学
-
自然科学一般 / 半導体、光物性、原子物理
学歴
-
京都大学大学院 理学研究科 化学専攻
- 1992年
国名： 日本国
-
京都大学
- 1992年
-
京都大学 理学部 化学
- 1987年
国名： 日本国
経歴
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-:東京工業大学 大学院理工学研究科 助教授
2002年
-
-:Tokyo Institute of Technology Department of Physics Associate Professor
2002年
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:オランダ・ライデン大学 博士研究員
2000年 - 2002年
-
:Leiden University, The Netherlands Post-doctoral Fellow
2000年 - 2002年
-
:分子科学研究所 助手
1993年 - 2000年
-
:Institute for Molecular Science Research Associate
1993年 - 2000年
所属学協会
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The Spectroscopical Society of Japan
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日本生物理学会
-
The Chemical Society of Japan
-
The Physical Society of Japan
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日本分光学会
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日本化学会
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日本物理学会
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The Biophysical Society of Japan
論文
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Single-Molecule 3D Nanoscopy for Application to Cryofixed Samples
Kanta Naruse, Tsuyoshi Matsuda, Yuta Mizouchi, Namiki Tominaga, Kento Takishima, Naoki Kamiya, Eiji Nakata, Takashi Morii, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi
The Journal of Physical Chemistry B 2025年10月
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Kohei Otomo, Takehisa Dewa, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi
The Journal of Physical Chemistry B 2023年5月
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Erratum: Superfluid helium nanoscope insert with millimeter working range (Rev. Sci. Instrum. (2022) 93 (103703) DOI: 10.1063/5.0107395)
Naoki Kamiya, Kazuki Kuramoto, Kento Takishima, Tatsuya Yumoto, Haruka Oda, Takeshi Shimi, Hiroshi Kimura, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi
Review of Scientific Instruments 93 ( 12 ) 2022年12月
-
Superfluid helium nanoscope insert with millimeter working range 査読
Naoki Kamiya, Kazuki Kuramoto, Kento Takishima, Tatsuya Yumoto, Haruka Oda, Takeshi Shimi, Hiroshi Kimura, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi
Review of Scientific Instruments 93 ( 10 ) 103703 - 103703 2022年10月
-
Toru Kondo, Risa Mutoh, Shun Arai, Genji Kurisu, Hirozo Oh-oka, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita
The Journal of Chemical Physics 156 ( 10 ) 105102 - 105102 2022年3月
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Variable immersion microscopy with a high numerical aperture
Keita Ishida, Kanta Naruse, Yuta Mizouchi, Yoshihiro Ogawa, Michio Matsushita, Takeshi Shimi, Hiroshi Kimura, Satoru Fujiyoshi
OPTICS LETTERS 46 ( 4 ) 856 - 859 2021年2月
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Cryogenic Far-Field Fluorescence Nanoscopy: Evaluation with DNA Origami 査読
Taku Furubayashi, Keita Ishida, Eiji Nakata, Takashi Morii, Kanta Naruse, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B 124 ( 35 ) 7525 - 7536 2020年9月
-
Cryogenic Single-Molecule Spectroscopy of the Primary Electron Acceptor in the Photosynthetic Reaction Center 査読 国際誌
Toru Kondo, Risa Mutoh, Hiroaki Tabe, Genji Kurisu, Hirozo Oh-Oka, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS 11 ( 10 ) 3980 - 3986 2020年5月
-
Nanometer Accuracy in Cryogenic Far-Field Localization Microscopy of Individual Molecules 査読
Taku Furubayashi, Keita Ishida, Hiromu Kashida, Eiji Nakata, Takashi Morii, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS 10 ( 19 ) 5841 - 5846 2019年10月
-
Aberration-corrected cryogenic objective mirror with a 0.93 numerical aperture 査読
Masanori Fujiwara, Takaki Ishii, Keita Ishida, Yasuharu Toratani, Taku Furubayashi, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi
APPLIED PHYSICS LETTERS 115 ( 3 ) 2019年7月
-
Tabe Hiroaki, Sukenobe Kei, Kondo Toru, Sakurai Atsunori, Maruo Minako, Shimauchi Akari, Hirano Mitsuharu, Uno Shin-nosuke, Kamiya MakoYYY, Urano Yasuteru, Matsushita Michio, Fujiyoshi Satoru
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B 122 ( 27 ) 6906 - 6911 2018年7月
-
Three-Dimensional Localization of an Individual Fluorescent Molecule with Angstrom Precision 査読
Taku Furubayashi, Kazuya Motohashi, Keisuke Wakao, Tsuyoshi Matsuda, Isao Kii, Takamitsu Hosoya, Nobuhiro Hayashi, Mahito Sadaie, Fuyuki Ishikawa, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 139 ( 26 ) 8990 - 8994 2017年7月
-
Reflecting microscope system with a 0.99 numerical aperture designed for three-dimensional fluorescence imaging of individual molecules at cryogenic temperatures 査読
H. Inagawa, Y. Toratani, K. Motohashi, I. Nakamura, M. Matsushita, S. Fujiyoshi
SCIENTIFIC REPORTS 5 2015年8月
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Temperature-cycle microscopy reveals single-molecule conformational heterogeneity 査読
Haifeng Yuan, Alexander Gaiduk, Joanna R. Siekierzycka, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita, Daniel Nettels, Benjamin Schuler, Claus A. M. Seidel, Michel Orrit
PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS 17 ( 9 ) 6532 - 6544 2015年
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Spectroscopy of single Pr3+ ion in LaF3 crystal at 1.5 K 査読
Ippei Nakamura, Tatsuya Yoshihiro, Hironori Inagawa, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita
SCIENTIFIC REPORTS 4 7364 2014年12月
-
Three-dimensional laser-scanning confocal reflecting microscope for multicolor single-molecule imaging at 1.5 K 査読
Minako Maruo, Hironori Inagawa, Yasuharu Toratani, Toru Kondo, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi
CHEMICAL PHYSICS LETTERS 591 233 - 236 2014年1月
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1P252 光合成反応中心タンパク質の極低温単一分子分光(18B. 光生物:光合成,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))
Kondo Toru, Mutoh Risa, Kurisu Genji, Oh-oka Hirozo, Fujiyoshi Satoru, Matsushita Michio
生物物理 54 ( 1 ) S182 2014年
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Mechanical stability of a microscope setup working at a few kelvins for single-molecule localization 査読
Takuya Hinohara, Yuki I. Hamada, Ippei Nakamura, Michio Matsushita, Satoru Fujiyoshi
CHEMICAL PHYSICS 419 246 - 249 2013年6月
-
3P252 光合成反応中心タンパク質で機能する電子移動担体の極低温1分子分光(18B.光生物:光合成,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))
Kondo Toru, Mutoh Risa, Kurisu Genji, Oh-oka Hirozo, Fujiyoshi Satoru, Matsushita Michio
生物物理 53 ( 1 ) S253 2013年
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Single-protein study of photoresistance of pigment-protein complex in lipid bilayer 査読
Daisuke Uchiyama, Hajime Hoshino, Kohei Otomo, Taro Kato, Ken-ichi Onda, Akira Watanabe, Hiroyuki Oikawa, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita, Mamoru Nango, Natsuko Watanabe, Ayumi Sumino, Takehisa Dewa
CHEMICAL PHYSICS LETTERS 511 ( 1-3 ) 135 - 137 2011年7月
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Structural Change of a Cofactor Binding Site of Flavoprotein Detected by Single-Protein Fluorescence Spectroscopy at 1.5 K 査読
Satoru Fujiyoshi, Mitsuharu Hirano, Michio Matsushita, Mineo Iseki, Masakatsu Watanabe
PHYSICAL REVIEW LETTERS 106 ( 7 ) 078101 2011年2月
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Reconstitution of bacterial photosynthetic unit in a lipid bilayer studied by single-molecule spectroscopy at 5 K 査読
Daisuke Uchiyama, Hiroyuki Oikawa, Kohei Otomo, Mamoru Nango, Takehisa Dewa, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita
PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS 13 ( 24 ) 11615 - 11619 2011年
-
Single-component reflecting objective for low-temperature imaging and spectroscopy of single nano objects 査読
Masanori Fujiwara, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita
SELECTED PAPERS FROM 17TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON DYNAMICAL PROCESSES IN EXCITED STATES OF SOLIDS (DPC'10) 13 2011年
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Vibrational Microspectroscopy of Single Proteins 査読
Satoru Fujiyoshi, Yo Furuya, Mineo Iseki, Masakatsu Watanabe, Michio Matsushita
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS 1 ( 17 ) 2541 - 2545 2010年9月
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Single-component reflecting objective for ultraviolet imaging and spectroscopy at cryogenic temperature
Masanori Fujiwara, Satoru Fujiyoshi, Michio Matsushita
JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS 26 ( 7 ) 1395 - 1399 2009年7月
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Visible fluorescence spectroscopy of single proteins at liquid-helium temperature (vol 100, artn 168101, 2008) 査読
Satoru Fujiyoshi, Masanori Fujiwara, Michio Matsushita
PHYSICAL REVIEW LETTERS 100 ( 17 ) 2008年5月
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Visible fluorescence spectroscopy of single proteins at liquid-helium temperature
Satoru Fujiyoshi, Masanori Fujiwara, Michio Matsushita
PHYSICAL REVIEW LETTERS 100 ( 16 ) 168101 2008年4月
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How deep is the potential well confining a protein in a specific conformation? A single-molecule study on temperature dependence of conformational change between 5 and 18 K
Hiroyuki Oikawa, Satoru Fujiyoshi, Takehisa Dewa, Mamoru Nango, Michio Matsushita
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 130 ( 14 ) 4580 - + 2008年4月
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3P-268 5から18Kでの単一分子分光による光合成アンテナ複合体の構造揺らぎの観測(光生物・光合成,第46回日本生物物理学会年会)
Oikawa Hiroyuki, Fujiyoshi Satoru, Dewa Takehisa, Nango Mamoru, Matsushita Michio
生物物理 48 S169 2008年
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Single-component reflecting objective for low-temperature spectroscopy in the entire visible region
Satoru Fujiyoshi, Masanori Fujiwara, Changman Kim, Michio Matsushita, Antoine M. van Oijen, Jan Schmidt
APPLIED PHYSICS LETTERS 91 ( 5 ) 051125-051125-3 2007年7月
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Probing the electronic structure and conformational flexibility of individual light-harvesting 3 complexes by optical single-molecule spectroscopy 査読
Martijn Ketelaars, Jean-Manuel Segura, Silke Oellerich, Ward P. F. de Ruijter, Gerhard Magis, Thijs J. Aartsma, Michio Matsushita, Jan Schmidt, Richard J. Cogdell, Juergen Koehler
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B 110 ( 37 ) 18710 - 18717 2006年9月
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Single-crystal EPR study at 95 GHz of the type 2 copper site of the inhibitor-bound quercetin 2,3-dioxygenase 査読
M Fittipaldi, RA Steiner, M Matsushita, BW Dijkstra, EJJ Groenen, M Huber
BIOPHYSICAL JOURNAL 85 ( 6 ) 4047 - 4054 2003年12月
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Single-molecule study of the electronic couplings in a circular array of molecules: Light-harvesting-2 complex from Rhodospirillum molischianum 査読
C Hofmann, M Ketelaars, M Matsushita, H Michel, TJ Aartsma, J Kohler
PHYSICAL REVIEW LETTERS 90 ( 1 ) 2003年1月
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Single-molecule study of the electronic couplings in a circular array of molecules: Light-harvesting-2 complex from Rhodospirillum molischianum
C Hofmann, M Ketelaars, M Matsushita, H Michel, TJ Aartsma, J Kohler
PHYSICAL REVIEW LETTERS 90 ( 1 ) 013004 2003年1月
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Single molecules as nanoprobes. A study of the Shpol'skii effect
M Matsushita, A Bloess, Y Durand, JYP Butter, J Schmidt, EJJ Groenen
JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 117 ( 7 ) 3383 - 3390 2002年8月
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Optical far-field microscopy of single molecules with 3.4 nm lateral resolution
A Bloess, Y Durand, M Matsushita, H Van der Meer, GJ Brakenhoff, J Schmidt
JOURNAL OF MICROSCOPY-OXFORD 205 ( 1 ) 76 - 85 2002年1月
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Optical spectroscopy of individual photosynthetic pigment protein complexes
J Kohler, AM van Oijen, M Ketelaars, C Hofmann, M Matsushita, TJ Aartsma, J Schmidt
INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS B 15 ( 28-30 ) 3633 - 3636 2001年12月
-
A single-molecule study of the relation between the resonance frequency and the orientation of a guest molecule in a Shpol'skii system
A Bloess, Y Durand, M Matsushita, J Schmidt, EJJ Groenen
CHEMICAL PHYSICS LETTERS 344 ( 1-2 ) 55 - 60 2001年8月
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Submicron structure of a Shpol'skii matrix: A single-molecule study of dibenzanthanthrene in n-tetradecane. 査読
A Bloess, Y Durand, M Matsushita, EJJ Groenen, J Schmidt
ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 221 U291 - U291 2001年4月
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Microscopic structure in a Shpol'skii system: A single-molecule study of dibenzanthanthrene in n-tetradecane
A Bloess, Y Durand, M Matsushita, R Verberk, EJJ Groenen, J Schmidt
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A 105 ( 13 ) 3016 - 3021 2001年4月
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Spectroscopy on the B850 band of individual light-harvesting 2 complexes of Rhodopseudomonas acidophila II. Exciton states of an elliptically deformed ring aggregate
M Matsushita, M Ketelaars, AM van Oijen, J Kohler, TJ Aartsma, J Schmidt
BIOPHYSICAL JOURNAL 80 ( 3 ) 1604 - 1614 2001年3月
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Spectroscopy on the B850 band of individual light-harvesting 2 complexes of Rhodopseudomonas acidophila I. Experiments and Monte Carlo simulations 査読
M Ketelaars, AM van Oijen, M Matsushita, J Kohler, J Schmidt, TJ Aartsma
BIOPHYSICAL JOURNAL 80 ( 3 ) 1591 - 1603 2001年3月
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Spectroscopy on the B850 band of individual light-harvesting 2 complexes of Rhodopseudomonas acidophila I. Experiments and Monte Carlo simulations
M Ketelaars, AM van Oijen, M Matsushita, J Kohler, J Schmidt, TJ Aartsma
BIOPHYSICAL JOURNAL 80 ( 3 ) 1591 - 1603 2001年3月
-
Spectroscopy on the B850 band of individual light-harvesting 2 complexes of Rhodopseudomonas acidophila II. Exciton states of an elliptically deformed ring aggregate 査読
M Matsushita, M Ketelaars, AM van Oijen, J Kohler, TJ Aartsma, J Schmidt
BIOPHYSICAL JOURNAL 80 ( 3 ) 1604 - 1614 2001年3月
-
Exciton states of an elliptically deformed LH2 ring. 査読
TJ Aartsma, M Matsushita, M Ketelaars, M Matushita, AM van Oijen, J Koehler, J Schmidt
BIOPHYSICAL JOURNAL 80 ( 1 ) 152A - 152A 2001年1月
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A Single Molecule Study of the Microscopic Structure in a Shpol'skii System
Michio Matsushita, A. Bloess, R. Verberk, Y. Dur, E.J.J, Groenen, J. Schmidt
2nd International Symposium on Physics, Chemistry and Biology with Single Molecules (Kloster Banz, Germany) 70 2001年
-
Quasimicrowave spectroscopy of nonpolar diatomic molecules by using optical phase-locked lasers
M Kumagai, H Kanamori, M Matsushita, T Kato
JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 113 ( 17 ) 7031 - 7034 2000年11月
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2E1445 光捕獲アンテナ複合体の単一分子分光による研究
松下 道雄, Martijn Ketelaars, van Oijen Antoine M., Juergen Koehler, Thijs J.Aartsma, Jan Schmidt
生物物理 40 S127 2000年
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Development of phase-lock system between two single-mode lasers for optical-optical double resonance spectroscopy
M Kumagai, H Kanamori, M Matsushita, T Kato
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS 38 ( 10 ) 6102 - 6106 1999年10月
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NQR by coherent Raman scattering of a triplet exciton in a molecular crystal
M Matsushita, T Kato
PHYSICAL REVIEW LETTERS 83 ( 10 ) 2018 - 2021 1999年9月
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Luminescence properties and crystal structures of dicyano(diimine)platinum(II) complexes controlled by Pt center dot center dot center dot Pt and pi-pi interactions
M Kato, C Kosuge, K Morii, JS Ahn, H Kitagawa, T Mitani, M Matsushita, T Kato, S Yano, M Kimura
INORGANIC CHEMISTRY 38 ( 7 ) 1638 - + 1999年4月
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Coherent Raman spectroscopy of nuclear quadrupole resonance of La around Pr3+ in LaF3 査読
M Matsushita, A Mutoh, T Kato
PHYSICAL REVIEW B 58 ( 21 ) 14372 - 14382 1998年12月
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Coherent Raman spectroscopy of nuclear quadrupole resonance of La around Pr^3+^ in LaF_3_ 査読
Michio Matsushita, Akiko Mutoh, Tatsuhisa Kato
Phys. Rev. B 58 ( 21 ) 14372 - 14382 1998年
-
Nuclear quadrupole resonance of La-139 around Pr3+ doped in LaF3. Raman heterodyne detection using optical transition of Pr3+ ions
M Matsushita, T Kato
CHEMICAL PHYSICS LETTERS 273 ( 3-4 ) 291 - 295 1997年7月
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Group theoretical study of the radical cation of methane: The effect of tunneling motions on the hyperfine interaction (vol 103, pg 3367, 1995) 査読
M Matsushita, T Momose, T Shida, LB Knight
JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 104 ( 5 ) 2124 - 2124 1996年2月
-
Dynamics of the three methionyl side chains of Streptomyces subtilisin inhibitor. Deuterium NMR studies in solution and in the solid state
A Tamura, M Matsushita, A Naito, S Kojima, KI Miura, K Akasaka
PROTEIN SCIENCE 5 ( 1 ) 127 - 139 1996年1月
-
Dynamics of the three methionyl side chains of Streptomyces subtilisin inhibitor. Deuterium NMR studies in solution and in the solid state 査読
A Tamura, M Matsushita, A Naito, S Kojima, KI Miura, K Akasaka
PROTEIN SCIENCE 5 ( 1 ) 127 - 139 1996年1月
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GROUP THEORETICAL-STUDY OF THE RADICAL-CATION OF METHANE - THE EFFECT OF TUNNELING MOTIONS ON THE HYPERFINE INTERACTION
M MATSUSHITA, T MOMOSE, T SHIDA, LB KNIGHT
JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 103 ( 9 ) 3367 - 3376 1995年9月
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ELECTRON-SPIN-RESONANCE STUDIES OF THE METHANE RADICAL CATIONS ((CH4+)-C-12,13, (CDH3+)-C-12,13, (CD2H2+)-C-12, (CD3H+)-C-12, (CD4+)-C-12) IN SOLID NEON MATRICES BETWEEN 2.5 AND 11 K - ANALYSIS OF TUNNELING
LB KNIGHT, GM KING, JT PETTY, M MATSUSHITA, T MOMOSE, T SHIDA
JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 103 ( 9 ) 3377 - 3385 1995年9月
-
ON THE FLUORESCENCE OF CRYSTALLINE C-60 AT 1.2 K
DJ VANDENHEUVEL, IY CHAN, EJJ GROENEN, M MATSUSHITA, J SCHMIDT, G MEIJER
CHEMICAL PHYSICS LETTERS 233 ( 3 ) 284 - 290 1995年2月
-
INTERNAL-ROTATION OF THE METHYL-GROUPS IN THE T-BUTYL RADICAL AS STUDIED BY ESR
S KUBOTA, M MATSUSHITA, T SHIDA, A ABURAQABAH, MCR SYMONS, JL WYATT
BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN 68 ( 1 ) 140 - 145 1995年
-
TRIPLET EXCITATIONS OF CRYSTALLINE C-60 - AN OPTICALLY DETECTED MAGNETIC-RESONANCE STUDY IN ZERO-FIELD
M MATSUSHITA, AM FRENS, EJJ GROENEN, OG POLUEKTOV, J SCHMIDT, G MEIJER, MA VERHEIJEN
CHEMICAL PHYSICS LETTERS 214 ( 3-4 ) 349 - 352 1993年11月
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NOVEL ORGANIC IONS OF HIGH-SPIN STATES .3. ESR AND H-1 ENDOR STUDIES OF A MONOCATION OF M-PHENYLENEBIS(PHENYLMETHYLENE)
M MATSUSHITA, T NAKAMURA, T MOMOSE, T SHIDA, Y TEKI, T TAKUI, T KINOSHITA, K ITOH
BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN 66 ( 5 ) 1333 - 1342 1993年5月
-
NOVEL ORGANIC IONS OF HIGH-SPIN STATES
Y TEKI, T TAKUI, T KINOSHITA, K ITOH, M MATSUSHITA, T NAKAMURA, T MOMOSE, T SHIDA
MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS 232 271 - 288 1993年
-
NOVEL ORGANIC IONS OF HIGH-SPIN STATES .2. DETERMINATION OF THE SPIN MULTIPLICITY OF THE GROUND-STATE AND H-1-ENDOR STUDY OF THE MONOANION OF META-PHENYLENEBIS(PHENYLMETHYLENE)
M MATSUSHITA, T NAKAMURA, T MOMOSE, T SHIDA, Y TEKI, T TAKUI, T KINOSHITA, K ITOH
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 114 ( 19 ) 7470 - 7475 1992年9月
-
TRIPLET EXCITATION OF C-60 AND THE STRUCTURE OF THE CRYSTAL AT 1.2-K
EJJ GROENEN, OG POLUEKTOV, M MATSUSHITA, J SCHMIDT, JH VANDERWAALS, G MEIJER
CHEMICAL PHYSICS LETTERS 197 ( 3 ) 314 - 318 1992年9月
-
The insignificance of the interference of the ●CFCl_2_ radical in the ESR study of radical cations using the CFCl_3_ matrix
T. Shida T, Kato T, T. Shida, T. Kato, T, Momose, M. Matsushita
J. Chem. Phys. 95 ( 6 ) 4725 - 4726 1991年9月
-
NOVEL ORGANIC IONS OF HIGH-SPIN STATES - ESR DETECTION OF A MONOANION OF META-PHENYLENEBIS(PHENYLMETHYLENE)
M MATSUSHITA, T MOMOSE, T SHIDA, Y TEKI, T TAKUI, K ITOH
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 112 ( 12 ) 4700 - 4702 1990年6月
-
INTERNAL-ROTATION OF THE METHYL-GROUP IN THE RADICAL CATION OF DIMETHYL ETHER
M MATSUSHITA, T MOMOSE, T SHIDA
JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 92 ( 8 ) 4749 - 4758 1990年4月
-
MOLECULAR-MOTION OF THE RADICAL CATIONS IN THE CONDENSED PHASE AS STUDIED BY ESR - DIAZABENEZENES
M MATSUSHITA, T MOMOSE, T KATO, T SHIDA
CHEMICAL PHYSICS LETTERS 161 ( 4-5 ) 461 - 465 1989年9月
書籍等出版物
-
Spectroscopy of individual photosynthetic pigment-protein complexes
in Single-molecule detection in solution: methods and applications Ch. Zander, J. Enderlein, and R. A. Keller, eds. Wiley-VCH Verlagsgesellshaft (Weinheim) 2002年
-
Spectroscopy of individual photosynthetic pigment-protein complexes
in Single-molecule detection in solution: methods and applications Ch. Zander, J. Enderlein, and R. A. Keller, eds. Wiley-VCH Verlagsgesellshaft (Weinheim) 2002年
-
Coherent Raman Spectroscopy: Optical-RF Double Resonance of La around Pr^3+^ in LaF_3_
29th AMPERE - 13th ISMAR Conference (Berlin, Germany) D. Ziessow, W. Lubitz, and F. Lendzian, Eds. 1998年
-
Coherent Raman Spectroscopy: Optical-RF Double Resonance of La around Pr^3+^ in LaF_3_
29th AMPERE - 13th ISMAR Conference (Berlin, Germany) D. Ziessow, W. Lubitz, and F. Lendzian, Eds. 1998年
-
Radical Cations of Aliphatic Ethers. A Case Study by ESR and Theoretical Analyses
in Radical Ionic Systems A. Lund and M. Shiotani eds. Kluwer Academic Publishers (The Netherlands) 1991年
-
Radical Cations of Aliphatic Ethers. A Case Study by ESR and Theoretical Analyses
in Radical Ionic Systems A. Lund and M. Shiotani eds. Kluwer Academic Publishers (The Netherlands) 1991年
MISC
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8aAQ-1 6Kにおける光合成反応中心タンパク質の単一分子分光解析(8aAQ 光生物・タンパク質・核酸,領域12(ソフトマター物理・化学物理・生物物理))
近藤 徹, 武藤 梨沙, 栗栖 源嗣, 大岡 宏造, 藤芳 暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 69 ( 2 ) 201 - 201 2014年8月
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25pBB-8 固体中の単一核スピンの光観測に向けたPr^<3+>の一イオン分光(量子エレクトロニクス(量子コンピューター・デコヒーレンス・量子光学),領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理))
中村 一平, 藤芳 暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 68 ( 2 ) 133 - 133 2013年8月
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27pEJ-12 温度数Kにおける色素1分子の3次元イメージング(27pEJ 微粒子・ナノ結晶,領域5(光物性))
丸尾 美奈子, 稲川 博敬, 松下 道雄, 藤芳 暁
日本物理学会講演概要集 68 ( 1 ) 814 - 814 2013年3月
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20pFJ-12 開口数0.8の極低温用対物レンズ : 一分子蛍光観測による評価(20pFJ 微粒子・ナノ結晶,顕微・近接場分光,領域5(光物性))
稲川 博敬, 丸尾 美奈子, 藤芳 暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 67 ( 2 ) 708 - 708 2012年8月
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タンパク質の構造変化と単一分子分光 招待 査読
小井川浩之, 藤芳暁, 出羽毅久, 南後守, 松下道雄
高分子 60 ( 2 ) 80 - 81 2011年2月
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21pTD-5 低温固体中の単一Pr^<3+>核スピン量子状態分光の試み(21pTD 量子エレクトロニクス(量子情報,イオントラップ,周波数標準),領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理))
中村 一平, 吉弘 達矢, 藤芳 暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 65 ( 1 ) 195 - 195 2010年3月
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23aHL-3 1.5Kにおける単一色素分子の蛍光スペクトルの時間変化の起源探究(23aHL 顕微・近接場分光,誘電体,領域5(光物性))
島内 明理, 櫻井 敦教, 平野 充遥, 藤芳 暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 65 ( 1 ) 793 - 793 2010年3月
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27pSK-9 低温固体中の単一Pr^<3+>の発光検出の試み(27pSK 量子エレクトロニクス(輻射場の量子情報処理,エンタングルメント),領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理))
吉弘 達矢, Hirano M., 中村 一平, 藤芳 暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 64 ( 1 ) 144 - 144 2009年3月
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23pYD-5 1.5Kで使える反射対物レンズの球面収差及び色収差の改善(生物物理,領域12,ソフトマター物理,科学物理,生物物理)
藤原 正規, 藤芳 暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 63 ( 1 ) 358 - 358 2008年2月
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23pYD-4 顕微分光による光合成アンテナ複合体間のエネルギー移動の研究(生物物理,領域12,ソフトマター物理,科学物理,生物物理)
古屋 陽, 内山 大輔, 藤芳 暁, 松下 道雄, 末守 良春, 出羽 毅久, 南後 守
日本物理学会講演概要集 63 ( 1 ) 358 - 358 2008年2月
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23pYD-6 二光子蛍光による低温の単一タンパク質分光(生物物理,領域12,ソフトマター物理,科学物理,生物物理)
藤芳 暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 63 ( 1 ) 358 - 358 2008年2月
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21aRK-3 人工脂質膜中における光合成アンテナ複合体の会合体の分光(生物物理,領域12,ソフトマター物理,化学物理,生物物理)
内山 大輔, 古屋 陽, 藤芳 暁, 松下 道雄, 出羽 毅久, 南後 守
日本物理学会講演概要集 62 ( 2 ) 348 - 348 2007年8月
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21aZB-13 一体成形反射型対物レンズを用いたヘリウム温度における散乱イメージング(領域5,領域1合同 フォトニック結晶,顕微・近接場分光,領域1,原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理)
藤原 正規, 藤芳 暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 62 ( 1 ) 175 - 175 2007年2月
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21aZB-13 一体成形反射型対物レンズを用いたヘリウム温度における散乱イメージング(領域5,領域1合同 フォトニック結晶,顕微・近接場分光,領域5,光物性)
藤原 正規, 藤 芳暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 62 ( 1 ) 760 - 760 2007年2月
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23pRC-1 ミセルと脂質膜における光合成アンテナ複合体の構造の研究(23pRC 生物物理,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))
内山 大輔, 藤芳 暁, 松下 道雄, 末守 良春, 出羽 毅久, 南後 守
日本物理学会講演概要集 61 ( 2 ) 247 - 247 2006年8月
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28pPSB-55 極低温における単一分子分光でみられる光合成アンテナ複合体のスペクトル拡散について(28pPSB 領域12ポスターセッション(ソフトマター,化学物理,生物物理),領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))
小井川 浩之, 藤芳 暁, 松下 道雄, 末守 良春, 出羽 毅久, 南後 守
日本物理学会講演概要集 61 ( 1 ) 374 - 374 2006年3月
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22pPSA-29 単一タンパク分光を目指した多光子顕微鏡の開発(領域12ポスターセッション,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))
藤芳 暁, 金 昌萬, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 60 ( 2 ) 258 - 258 2005年8月
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21aXG-4 光合成アンテナ複合体に見られる異常な吸収線形について(化学物理一般,光応答・光散乱,量子系・電子状態,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))
加藤 太朗, 藤芳 暁, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 60 ( 2 ) 239 - 239 2005年8月
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27aPS-93 単一分子分光による光合成アンテナ複合体の発光励起スペクトルの5Kから40Kにおける温度変化(領域11,領域12合同ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))
小井川 浩之, キム チャンマン, 松下 道雄, 末守 良春, 出羽 毅久, 南後 守
日本物理学会講演概要集 60 ( 1 ) 338 - 338 2005年3月
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14aPS-75 単一分子分光による極低温でのタンパク質の構造ゆらぎの観察(ポスターセッション, 領域 11)
小井川 浩之, 加藤 太朗, キムチャンマン, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 59 ( 2 ) 256 - 256 2004年8月
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27aXS-3 単一分子分光による光合成アンテナ複合体の研究(顕微・近接場分光,非線形工学)(領域5,領域1合同)
星野 創, 小井川 浩之, 加藤 太朗, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 59 ( 1 ) 149 - 149 2004年3月
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30aPS-88 単一分子分光のための低温共焦点蛍光顕微鏡の製作(領域5ポスターセッション)(領域5)
加藤 太朗, 小井川 浩之, 星野 創, 内山 大輔, 金 昌萬, 松下 道雄
日本物理学会講演概要集 59 ( 1 ) 776 - 776 2004年3月
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Unraveling the electronic structure of individual photosynthetic pigment-protein complexes
AM van Oijen, M Ketelaars, M Matsushita, J Kohler, TJ Aartsma, J Schmidt
BIOPHYSICAL JOURNAL 80 ( 1 ) 151A - 151A 2001年1月
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24aYB-11 コヒーレントラマン散乱による一次元三重項励起子のNMRの観測
松下 道雄, 加藤 立久
日本物理学会講演概要集 54 ( 2 ) 627 - 627 1999年9月
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28p-YE-1 コヒーレントラマン散乱を用いた凝縮相の光磁気二重共鳴分光
松下 道雄, 加藤 立久
日本物理学会講演概要集 53 ( 2 ) 271 - 271 1998年9月
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27a-YR-9 位相制御された光源を用いた光-光二重共鳴分光III
熊谷 基弘, 金森 英人, 松下 道雄, 加藤 立久
日本物理学会講演概要集 53 ( 2 ) 887 - 887 1998年9月
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30p-YL-9 位相制御された単一モードレーザーを用いた二重共鳴分光 II
熊谷 基弘, 金森 英人, 松下 道雄, 加藤 立久
日本物理学会講演概要集 53 ( 1 ) 278 - 278 1998年3月
共同研究・競争的資金等の研究課題
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タンパク質複合体の１分子観察による構造機能の多様性に関する研究
研究課題/領域番号：24K01431 2024年4月 - 2027年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
松下 道雄
配分額：18460000円 （ 直接経費：14200000円 、 間接経費：4260000円 ）
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細胞全体を高速かつ高精度に観察できるクライオ１分子蛍光イメージング法
研究課題/領域番号：20K21168 2020年7月 - 2022年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
松下 道雄
配分額：6500000円 （ 直接経費：5000000円 、 間接経費：1500000円 ）
我々が開発してきたクライオ蛍光顕微鏡は位置精度を追求してきたため、高視野での観察が困難になっていた。そこで、本課題をおこなうことで、広い視野かつ高速な画像取得法を得ることで、クライオ蛍光顕微鏡の細胞観察への可能性を大きく広げることを目指した。
本研究では、二つのシート励起法を検討した。一つは２個の対物レンズを用いた方法。もう一つは１個の対物レンズを用いた方法である。それぞれを検討した結果、２個の対物レンズを用いた方法が優れていることがわかった。 -
タンパク質の機能発現における水素結合の役割に関するクライオ１分子観察による研究
研究課題/領域番号：19H02672 2019年4月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
松下 道雄, 伊関 峰生
配分額：17290000円 （ 直接経費：13300000円 、 間接経費：3990000円 ）
生化学反応は複数の生体分子がつくる柔らかく複雑な系である。それにも関わらず、高い選択性で効率よく進む。このような反応には水素結合が関わっており、水素結合がつくるネットワークが、このような特異性を産み出していると考えられる。しかし、その実体はよく分かっていない。研究を困難にしている主な原因は、（１）反応に関わる水素結合以外にも無数の水素結合があるため、重要な働きをする水素結合を特定できず、（２）様々な準安定状態の平均が観測されるため、活性に重要な変化が埋もれてしまうからである。そこで、応募研究では、水素結合とタンパク質活性化の関係を研究するモデル系として、光活性化酵素(OaPAC, Oscillatoria acuminata Photoactivated adenylyl cyclase)を用い、そのクライオ１分子観察をおこなうことを目標としている。
本年度は水素結合状態を正しく知るための蛍光分子の開発をおこなってきた。その結果、Cy7に代表されるような近赤外蛍光性のシアニン色素を用いると、450 - 600 nmの波長領域の発色団の吸収スペクトルを発光励起スペクトルとして観測できることを明らかにした。OaPACへの蛍光標識が予想以上に難しく、来年度でOaPACの研究をまとめることが困難になってきたが、この系を用いて、OaPAC以外の光捕集系タンパク質の研究も同時におこなっていきたいと考えがえている。具体的には、これまで我々が１分子分光の実績があるLight Harveting Complexや、これまで観察をしたことが無いフィコビリソームなどである。どちらも天然状態で発色団を持っており、この発色団周りの水素結合に関する研究を行う予定である。 -
細胞内分子イメージングを実現する三次元結像系の開発
研究課題/領域番号：18K19054 2018年6月 - 2020年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
松下 道雄
配分額：6240000円 （ 直接経費：4800000円 、 間接経費：1440000円 ）
申請者らはOff-Focus結像系を用いたクライオ蛍光顕微鏡によって、色素1分子の三次元位置を<1 nmの標準誤差で決定することに成功した。しかし、Off-Focus系は背景光に弱いため、細胞のような背景光が高い系には不向きであることが分かってきた。そこで、本課題では、高い背景光除去能力を持ちなが ら、ナノメールの精度で三次元位置決定ができるMulti-Focus結像系を開発することを目標とした。その結果、色素の三次元位置を1 nmの精度で決定することに成功した。これは理論値の1.5倍の精度であり、ほぼ理論通りと言える。
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希土類イオンの単一スピン状態の１イオン光検出
研究課題/領域番号：15H03765 2015年4月 - 2019年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
松下 道雄, 小川 佳宏
配分額：16900000円 （ 直接経費：13000000円 、 間接経費：3900000円 ）
我々は、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指して、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。当該研究では、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、20~30 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、この系統誤差を補正する成功した。
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単一核スピンの量子状態の非破壊観測
研究課題/領域番号：23350004 2011年11月 - 2014年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
松下 道雄
配分額：9750000円 （ 直接経費：7500000円 、 間接経費：2250000円 ）
無機結晶中にドープされた希土類イオンの核スピンは量子情報を実現するためにとても良い系であると言える。これらの核スピン状態をキュービットとして用いるためには、核スピン状態を個別に観測、制御しなければならない。しかしながら、固体中の単一希土類イオンの観察は数報あるものの、検出感度の問題から量子情報までの発展には至っていない。そこで、我々は検出システムの高感度をねらい非球面対物レンズを用いた顕微システムを構築した。これにより、結晶中のプラセオジウムの１イオン検出に成功した。
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液体ヘリウム温度での単一分子分光による酵素の構造・機能相関の研究
研究課題/領域番号：19056011 2007年 - 2011年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特定領域研究
松下 道雄, 藤芳 暁, 藤芳 暁
配分額：35000000円 （ 直接経費：35000000円 ）
物質としての酵素タンパク質の研究は、単離精製された均質な試験管の溶液で行われる。しかし細胞内の酵素タンパク質は一分子ごとに異なった場所・環境下にあってそれぞれの分子が異なった状態にある。このため、酵素機能をタンパク質の分子論に基づいて理解するためにはタンパク質一分子の観測が不可欠である。今回我々は、可視蛍光性タンパク質一分子の分光測定を実現した。
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単一分子分光による光合成アンテナ複合体の構造ゆらぎの研究
研究課題/領域番号：16340121 2004年 - 2006年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
松下 道雄
配分額：16500000円 （ 直接経費：16500000円 ）
生体内で働いているタンパク質には無数の準安定構造があり、絶えずその間を移り変わり、決して同じ姿に留まらない。こうしたタンパク質の構造の揺らぎがタンパク質の機能の制御に深く関わっていることは以前から指摘されていたが、構造揺らぎの詳細を知る手立てがなかった。そこで一分子観察によって個々のタンパク質の分子構造を直接分光測定しようというのが本研究の目的である。一分子の分光測定には最低でもミリ秒程度の時間が必要なために、室温での構造変化を追うことはできない。このため、測定が十分可能になるまで温度を下げて測定を行う。
今回の研究で、一個のタンパク質の構造変化のダイナミクスを温度を変えながら測定することに成功した。同一のタンパク質を温度を変えながら分光測定したのは世界ではじめてである。解析の結果、温度に依存しないトンネリングと考えられる構造変化が見つかった[Oikawa, et. al.J.Am.Chem.Soc.130(2008)4850.]。
低温での単一分子分光は、主に技術的な困難からもっぱら赤外領域に限られていた。このため、光合成細菌の光捕集複合体について豊富な構造情報をもたらしたが、生化学的に興味深い酵素は、フラビンタンパク質群に象徴されるように可視域に吸収を持つものが多い。単一タンパク質について、可視域での励起と蛍光検出が低温でできるよう、まず低温用反射対物レンズを開発し[Fujiyoshi,et al.Appl.Phys.Lett.91(2007)051125.]、これを使って単一のGFPを二光子励起し、その蛍光スペクトルは低温でのGFPの構造変化を如実に表わしていることを示した[Fujiyoshi,et al.Phys.Rev.Lett.100(2008)168101.]。 -
単一分子分光を用いた一個の核スピンの量子状態の観測
研究課題/領域番号：16655003 2004年 - 2005年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 萌芽研究
松下 道雄
配分額：3700000円 （ 直接経費：3700000円 ）
固体中の一個の核スピンの量子状態を光を使って読み出そうという実験に向けて、初年度は液体ヘリウム用の共焦点顕微蛍光分光装置をつくった。集光効率を重視して作成したが微弱蛍光検出の感度が、系として考えているLaF_3中のPr^<3+>イオンを検出するには少なくともあと一桁足らないことが分かった。製作した低温用の顕微分光装置で集光効率にとって最も重要で、しかも通常の室温用の装置に比べて著しく劣っているのが対物レンズなので、市販の顕微鏡用対物レンズの集光率に近づけるべく、液体ヘリウム温度で使える明るい対物レンズの開発に取り組んだ。主な問題点は組みレンズが使えないので色収差を消せないこと、液体ヘリウム(屈折率1.025)を考慮していないため結像能が悪いことである。屈折系ではなく反射系を用いることを検討した結果、レンズ製造の工作精度で技術的に可能な反射型対物レンズの設計を完成させることができた。
ここで系に要求される発光特性について一考しておく。一個のイオンから発せられる微弱な蛍光を利用する実験なのでもっと良く光る系を選ぶべきであるが、今回の実験では以下のような制約がある。即ち良く光るということは励起状態の寿命が短く、光を吸って励起状態へ移るとすぐに光子を放出して次の光を吸えるようになることなのだが、核スピンの状態による磁気的エネルギーの違いを共鳴光の周波数の差として区別できる程度には寿命が長くなければならない。
実験の目的に完全に合致した理想的なパラメータを持つ系が現実には存在しないが、理論的上限を知ることは実験を進める上で重要である。Pr^<3+>イオンを例に取ると、基底状態と励起状態における核四極子分裂の差は10MHz程度、励起状態^3Poの寿命は47μsである。スペクトルの寿命幅Δν(半値全幅fwhm)と寿命τとの関係はπΔντ=1であるからPr^<3+>イオンの寿命幅はおよそ10kHzである。核スピン状態をスペクトルで分離するには線幅の10倍の分裂が必要とすると、理論的限界までには数十倍から百倍程度のゆとりがある。 -
光磁気二重共鳴を用いたPr^<3+>の状態選択NMRによるLaF_3の結晶場の研究
研究課題/領域番号：08740471 1996年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A)
松下 道雄
配分額：1000000円 （ 直接経費：1000000円 ）
Pr^<3+>の電子励起状態^3P_0は全角運動量J=0で真空中では核四重極子相互作用を持たない。しかし結晶中では結晶場の影響により核四重極子分裂をおこすため、結晶中での核四重極子分裂を調べることによりイオンの周囲の環境についての情報が得られる。LaF_3結晶中のPr^<3+>について、^3P_0からの発光を利用した光とラジオ波の二重共鳴分光を行った。単色のcwレーザー光をPr^<3+>の^3P_0への遷移に共鳴させてラジオ波を掃引する。励起状態内で磁気遷移を起こした原子からの発光は励起光と磁気遷移の分だけエネルギーがずれており、この発光を励起光と重ねると2つの光の周波数の差で強度に変調が生じる。この強度変調を検出することにより^3P_0状態の核四重極子遷移を測定した(ラマンヘテロダイン法)。核四重極子分裂はフォトンエコーの実験からは0.73MHzと1.12MHzと報告されているが、今回のcwの実験では全く異なった結果を得た。フォトンエコーの結果が示す1MHz近傍は、レーザー由来のノイズが大きいものの目だった遷移は見らず、2MHzより上の領域に多数の遷移が現れる。核スピンI=5/2のPr核の核四重極子遷移は2本なので、この2本の遷移が何らかの環境との相互作用でさらに分裂しているか、あるいは結晶中に複数の環境が存在することが考えられる。吸収スペクトルは結晶中の複数の環境の存在の可能性を示唆しているが、磁気遷移の励起波長依存性から少なくとも磁気的環境は単一であることが分かった。磁気的パラメータの情報を増やすために外部磁場中でのゼーマン分裂の測定を行ってその解析を進めており、この解析から相互作用についての手掛かりが得られると考えている。
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ラマンビ-ト・レーザー分光による複雑な電子状態の性格付け(スピン副準位によるラマンビ-ト信号検出の応用)
研究課題/領域番号：07454158 1995年 - 1996年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
加藤 立久, 松下 道雄
配分額：8100000円 （ 直接経費：8100000円 ）
LaF_3結晶中にドープされたPr^<3+>は可視領域に^1D_2(592.7nm)と^3P_0(477.9nm)の二つの長寿命の電子励起状態を持つ。これらの電子励起状態は液体ヘリウム温度で発光寿命が長く、Pr核の核スピン(I=5/2)によるMHz単位の微細構造が見られる。この微細構造を明らかにすべく多くの研究がなされてきた。しかし電子励起状態^3P_0(477.9nm)に関する研究は、励起波長が青色領域で超高分解CW色素レーザーが扱いにくい領域であるために、フォトンエコーなどのパルスレーザーを用いた研究に限られていた。我々は励起状態^1D_2(592.7nm)への遷移によるラマンヘテロダイン・光磁気二重共鳴測定をプロトタイプとしてその装置・手法の基礎固めを行った。また、この手法を励起状態^3P_0(477.9nm)への遷移に応用し、Pr^<3+>を囲む核の核四重極子共鳴(NQR)測定に成功した。
1.5Kに冷やした試料に、単一モード・色素レーザー光とラジオ波を照射する。ラジオ波が電子状態内の磁気遷移に共鳴すると、入射レーザー光と磁気副準位分だけ周波数の異なる発光が生じる。これを透過光の強度変調信号としてシリコンフォトダイオードで検出して、ラマンヘテロダイン信号を得る。レーザー光を^3H_4-^3P_0(477.9nm)に共鳴させると8.4MHzと16.7MHzに基底状態^3H_4におけるI=5/2のPr核のNQRが観測された。一方2.0-5.0MHzの周波数領域に、Pr核のNQR信号より二桁ほど強度の弱い信号が得られ、色中心Pr^<3+>と磁気双極子相互作用するホスト結晶内のLa核のNQR信号であると解った。その結果、Pr^<3+>核を囲む異なるサイトに位置するLa核の詳しい磁気的環境を調べることができた。 -
ラマンヘテロダイン法によるC60単結晶の光磁気二重共鳴
研究課題/領域番号：07740473 1995年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A)
松下 道雄
配分額：1100000円 （ 直接経費：1100000円 ）
凝縮相中で光磁気二重共鳴を行うためにラマンヘテロダイン検出法を用いた装置を立ち上げた。光とラジオ波による二重共鳴によって、準位1から2へ光遷移し電子励起状態内で準位2から3へ磁気遷移するとき、あるいは基底状態内で準位1から2へ磁気遷移し準位2から電子励起状態3へ光遷移するとき、選択則が許せば終状態3から始状態1への発光が起こる。この発光はレーザー光とはラジオ波の周波数分だけ周波数がずれているため、試料を透過したレーザー光にこの発光が重なると、透過光強度がラジオ波の周波数で変調を受ける。微弱な発光を透過光強度のラジオ波帯域の変調信号として感度よく捕えようというのが本研究で用いたラマンヘテロダイン法である。装置は、可視領域の波長可変単一モードレーザー、試料1.5Kの極低温に保つ液体ヘリウムクライオスタット、磁気遷移を起こさせるためのラジオ波源、そしてヘテロダインビ-ト信号を検出する高速のフォトダイオードからなる。LaF3結晶中にドープされたPr3+イオンの1D2状態と基底3H4状態の間の光遷移にレーザー光を共鳴させ、電子励起、基底両状態についてPr核の核四重極子遷移を観測した。ラジオ波の検出の際、入力信号との位相の相関をとることにより、レーザー光や検出器のもつ雑音を除去できることを示した。今後は、二重共鳴のもつ選択性を生かして、C60単結晶のように結晶中に複数のサイトがある系について吸収波長の違いを利用して各々のサイトを選択して磁気共鳴を行う、などの応用をめざす。
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光検出磁気共鳴の新しい手法の試み-ラマンヘテロダインビ-ト法によるC_<60>単結晶の励起三重項状態の分光-
研究課題/領域番号：06740463 1994年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A)
松下 道雄
配分額：900000円 （ 直接経費：900000円 ）
標題のラマンヘテロダインビ-ト検出のESRを行うためには、1.極低温の試料に 2.単色光と 3.ラジオ波を印加し、4.前方散乱光に含まれる数百MHzの微弱なビ-ト信号を検出しなければならない。本年度はこれら4つの条件のうち1から3を達成し、4については改善の後、来年度には本測定ができる状況に達した。以下に本年度の進渉状況を具体的に述べる。
1.試料を極低温に冷やすために液体ヘリウムのクライオスタットを設計、制作した。さらに液体ヘリウム容器を数Torrに減圧することにより、1.3Kの超流動ヘリウムを得た。クライオスタットの液体ヘリウム容量は5リッターで、1.3Kを10時間維持できる性能を持つ。
2.単色光はArイオンレーザー励起のTi:Sapphireリングレーザーを用い、波長700〜1000nmで単一モード発振できる。今年度、発振波長を知るための波長計、単一モード発振を確認するためのスペクトラムアナライザーを導入した。以上、1と2の条件が揃ったので予備的測定としてC_<60>単結晶の1.3Kにおける発光スペクトルを測定した。
3.ラジオ波を試料に効率好く照射するために、容量可変のコンデンサーとコイルの直列共振器を制作した。共振周波数は90〜200MHzの範囲で変化させることができ、Q値は150であった。ラジオ波が実際試料に印加されていることは、1.3KでC_<60>単結晶のODMR信号を測定することによって確認した。
4.1GHzの帯域を持つシリコン光検出器の出力の中から、ラジオ波と同じ周波数を持つビ-ト成分をスペクトラムアナライザーで検出する。現在、予備的な測定で、数mWの定常光に含まれる10_<-6>の強度のビ-ト成分を検出できることが分かった。実際の測定にはもう数十倍の感度の向上が必要であり、次年度にラジオ波の小信号増幅器を購入して本測定を行う。