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単一ＮＶセンター配列を用いたタンパク質の１分子量子計測

使用单个 NV 中心阵列对蛋白质进行单分子量子测量

基本信息

批准号：
22H01921
负责人：
谷井孝至
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01921/
关键词：
ダイヤモンド NVセンター量子計測ＮＶセンター１分子計測

项目摘要

ダイヤモンド中の単一NVセンターの電子スピンをセンサとして活用する量子計測によりタンパク質１分子の構造解析法の実現に挑む。ダイヤモンド表面近傍に形成した浅い単一NVセンターの直上表面に、水溶液中で特定の立体構造を持つタンパク質１分子を近接配置することにより、単一NVセンターを中心とする座標系において、タンパク質を構成する原子の核スピンの位置を高精度で計測できる技術を構築することが最終目標である。このために、2022年度は下記の計測の実行可能性を実験的に評価した。[1] 単一NVセンターを用いたNMR計測および検出範囲内の個々の標的核スピンの相対位置座標を計測するために、マイクロ波・レーザ光のパルス照射と単一光子検出を同期できるLab-madeの共焦点顕微鏡を改造して、安定で再現性の高い測定系の構築と高感度化を図る。[2] 表面近傍に形成した浅いNVセンターMW波パルスシーケンス制御により、選択的にノイズを除去（量子ロックイン検出等）することでコヒーレンス時間を延長し、さらに標的核スピンからのNMRシグナルのみを選択的に抽出する。この手法を用いて、タンパク質の構造解析の前段階の段階的な取り組みを始める。具体的には、固相系NMRへの拡張として、ダイヤモンド表面上に形成したフッ素単分子膜中のフッ素核スピンの検出を達成する。[3] 単一イオン注入の高い位置制御性を利用してダイヤモンド表面にナノ構造配列を形成するプロセスを構築し、個々のナノ構造中に単一NVセンターを形成するプロセスを構築する。ナノ構造の有する高感度化と量子ヘテロダイン法との統合により、NMR周波数分解能の向上を目指す。

A Study on the Application of Quantum Measurement to the Structural Analysis of Molecules in the Single N-V System The final goal is to construct a technique for measuring the position of atomic nuclei in a coordinate system with high accuracy by forming a shallow structure near the surface of a substance in an aqueous solution. In 2022, the Company reviewed the implementation possibility of the following measures: [1]The measurement of the relative position coordinates of the target nuclei in the detection range is carried out by NMR measurement, and the measurement of the relative position coordinates of the target nuclei in the detection range is carried out by NMR measurement. [2]The surface of the surface near the formation of the shallow N-type MW wave control system, select the number of elements to remove (quantum N-type detection, etc.), the number of elements to extend the time, the target nuclear N-type extraction of the number of elements to select This method is used to analyze the structure of the front stage and the stage of the structure. Specifically, solid phase NMR spectroscopy is performed to form a single molecular film on the surface of the substrate. [3]The high position control property of the single injection is utilized to form the structure of the single injection surface. The structure of high sensitivity, quantum chemistry, integration, NMR frequency decomposition and upward direction

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Enhancing room-temperature photoemission from Er:O-doped silicon by fabricating nanopillars on a silicon-on-insulator wafer

通过在绝缘体上硅晶圆上制造纳米柱来增强 Er:O 掺杂硅的室温光电发射

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuma Takahashi;Tomoki Ishii;Kaisei Uchida;Takumi Zushi;Shin-ichiro Sato;Enrico Prati;Takahiro Shinada and Takashi Tanii
通讯作者：
Takahiro Shinada and Takashi Tanii

NVセンターを用いた有機シラン単分子膜中の核スピン検出

使用 NV 中心检测有机硅烷单层中的核自旋