２７年度の実施計画

本研究では、前述した目的を達成するために、本技術を用いて、各種昆虫表面のサブセルラー・サイズの解析を行い、データを蓄積する。現在までに、昆虫10目28種の観察に成功しているが、研究期間内に観察対象を昆虫15目50種に拡大し、また原核生物界、原生生物界、植物界、菌類界、動物界にまで広げ、すべての生物界に含まれる生物の生きたままの観察を可能にする。

得られた結果を基にして、昆虫の動的観察法を拡大し、生物と生物、生物と基質との相互作用を観察できるようにする。SEM内で生物と基質をマニュピュレーションできるように機器を改造し、生物と基質と相互関係を明確にする

さらに、生体の発生過程の追跡を可能にし、クチクラなどの生物の自己組織化現象を形態学的に明らかにする。また、バイオミメティクス研究において、細胞や組織がもつサブセルラー・サイズの観察も重要な部分であり、これらの細胞と基材の観察を可能にし、得られた結果を取りまとめ学会発表を行う。

２７年度の実施報告

これまでに、昆虫を中心に種々の生物を、高真空環境を必要とする電界放射型走査型電子顕微鏡（FE-SEM）内での動的観察に成功し、世界中の科学者が日常的に行っている固定・乾燥法の映像とは似て非なる構造を観察している。本技術”NanoSuit法”は、ナノ薄膜を生物全体に覆い体内のガスと液体成分の漏出を防ぐものであり、現在では生物個体だけでなく組織や細胞まで観察できるようになった。この技術を用いて、各種昆虫表面のサブセルラー・サイズの解析を行い、データを蓄積し、また原核生物界、原生生物界、植物界、菌類界、動物界にまで広げ、すべての生物界に含まれる生物の生きたままの観察を可能にした。さらに昆虫の動的観察法を拡大し、生物と生物、生物と基質との相互作用を観察できるようにして、バイオミメティクスが必要とするサブセルラー・サイズの生きたままの構造解析と相互関係の動的解析を行なっている。また、NanoSuit法に、元素分析装置による解析技術を組み合わせ、電子顕微鏡レベルでの生きたままの元素の特定・分布の確認がはじめて出来るようになった（Takaku et al., 論文作成中）。

２８年度の実施計画

本研究では、前述した目的を達成するために、本技術を用いて、各種昆虫表面のサブセルラー・サイズの解析を行い、データを蓄積する。現在までに、昆虫10目28種の観察に成功しているが、研究期間内に観察対象を昆虫15目50種に拡大し、また原核生物界、原生生物界、植物界、菌類界、動物界にまで広げ、すべての生物界に含まれる生物の生きたままの観察を可能にする。
得られた結果を基にして、昆虫の動的観察法を拡大し、生物と生物、生物と基質との相互作用を観察できるようにする。SEM内で生物と基質をマニュピュレーションできるように機器を改造し、生物と基質と相互関係を明確にする。
さらに、生体の発生過程の追跡を可能にし、クチクラなどの生物の自己組織化現象を形態学的に明らかにする。
また、バイオミメティクス研究において、細胞や組織がもつサブセルラー・サイズの観察も重要な部分であり、これらの細胞と基材の観察を可能にし、得られた結果を取りまとめ学会発表を行う。

２８年度の実施報告

我々は、昆虫が潜在的に備えているバリアー能を模倣・利用するという新しい視点から革新的電子顕微鏡技術（NanoSuit法）の開発に取り組んできた。既にこの方法を五界説で示される原核生物、原生生物、菌類、植物、動物に適用し、従来のものとは全く異なる画像を得ている。本研究ではこの技術を展開し、アリ・クモ・セミ・ハムシ・雪虫などの、頭部、脚先、感覚器等に注視し、多様な昆虫の表面の網羅的データ化を行ない、これまでに報告されていなかった表面構造を明らかにした。これらの成果は今後、論文および書籍として発表する。さらにNanoSuit法に、エネルギー分散型X線分析（EDS）による元素分析法を組み合わせて、これまで誰も成し得なかった生体の超微細構造を壊すことなく、生きたまま・濡れたままの状態で元素分析することにも成功した。また我々は、切除したばかりの昆虫の組織をFE-SEM内で含水状態のまま観察する為に、昆虫の体表面物質を規範とし、グリセリンなどを主成分とするSurface Shield Enhancer（SSE）の開発に成功した（国際出願番号PCT/ JP2015/052404）。切り出した組織を、何も処理することなくそのまま高真空に曝すと重量は60%ほど減少する。これに対し、新規SSE溶液で処理しNanoSuitを形成させると、減少率は10%未満となり高いバリア能を発揮することが示唆された（Takaku et al, 2017他）。このように、多様な生物試料を含水状態のままFE-SEMで観察・解析することに成功したが、本研究ではさらに、人工物のゲルをNanoSuit法で保護する技術開発を行なった。水の凝集力を高める生物の仕組みを規範とし、NanoSuit形成用の新規溶液を作成し、人工物のゲルの濡れたままの観察を可能とした（論文作成中）。