本研究成果のポイント
- 高分解能の原子间力顕微镜（础贵惭）を用いて、リュウグウ试料から抽出された个々の有机分子の骨格构造を直接観察しました。
- 従来の分析では确认されていなかった、环の数が100个を超えるような巨大な有机分子を多数発见しました。
- この成果は、太阳系形成以前の星间分子云から小惑星へと受け継がれた有机分子の进化过程を解明するための极めて重要な手がかりとなります。
原子间力顕微镜によって小惑星リュウグウからの试料に含まれる有机分子を観察した（?闯础齿础、东京大学など）
概要
东京大学大学院新領域創成科学研究科の岩田孝太特任研究員（研究当時）と杉本宜昭教授の研究グループは、北海道大学低温科学研究所の大場康弘准教授、九州大学大学院理学研究院の奈良岡浩教授、広島大学大学院先进理工系科学研究科薮田ひかる教授、东京大学大学院理学系研究科の橘省吾教授の研究グループと共同で、探査機「はやぶさ2」が小惑星リュウグウ（注1）から持ち帰った試料に含まれる有機分子を、高分解能の原子間力顕微鏡（AFM、注2）を用いて単一分子レベルで直接観察することに成功しました。本研究により、従来の分析手法では見逃されていた100環を超える巨大な有機分子の存在が明らかになりました。これらの有機分子は、5員環（注3）や7員環、さらには8員環といった多様な環構造を含んでおり、平面ではなく立体的な構造を持っていることが分かりました。この成果は、太阳系形成以前の星间分子云から小惑星へと受け継がれた有机分子の进化过程を解明するための极めて重要な手がかりとなります。
発表内容
【研究の背景】
宇宙空间に存在する多様な有机分子は、太阳系が形成された际の化学进化（注4）の情报を保持しており、それらが初期の地球にもたらされたことで生命の诞生に寄与したとも考えられています。そのため、宇宙由来の有机分子がどのような构造を持ち、どのように形成されてきたのかを解明することは、现代の宇宙化学における重要なテーマです。
2020年、探査机「はやぶさ2」によって小惑星リュウグウの新鲜な试料が地球に届けられ、世界中で分析が进められてきました。これまでの质量分析を中心とした研究では、リュウグウには数万种类もの有机分子が含まれていることが明らかになっています。その中でも注目されてきたのが、ベンゼン环がいくつも连なった分子「多环芳香族炭化水素」です。これまでの研究では、环の数が4つ程度の比较的小さな分子（ピレンやフルオランテンなど）が主に存在すると报告されてきました。しかし、化学的な抽出や质量分析には限界があります。极めて巨大な分子や、溶媒に溶けにくい不溶性有机物のような成分は、従来の「重さを量る」手法ではその详细な构造を特定することが困难でした。
【研究の内容と成果】
本研究グループは、個々の分子の形を直接「見る」ことができるAFMを用いて、リュウグウの有機分子の正体に迫りました。本研究では、リュウグウ試料から抽出した有機分子を銅の単結晶基板上に蒸着させ、極低温（5 K（ケルビン）=マイナス約268.15℃）かつ超高真空の環境下でAFM観察を行いました。この手法は、探針の先端に一酸化炭素（CO）分子を付着させることで、分子内の原子間の結合までも可視化できます。
観察された22个の分子のうち、多くの分子がこれまでの予想を遥かに上回る巨大な构造を持っていました（図1）。最大のものでは环の数が100を超え、见积もられる分子量は3,000以上に达します。これは従来の质量分析で主に検出されていた分子（分子量200?500程度）とは异なる、新たな有机分子を可视化したことを意味します。これらは、従来の定义で不溶性有机物に相当するサイズでありながら、巨大な一つの芳香族骨格として存在していることが初めて直接証明されました。
さらに内部构造を详细に解析したところ、主要な六角形の环（6员环）に加えて、5员环や7员环、稀に8员环が含まれていることが分かりました。これら特殊な环状构造が存在することで、分子は平坦ではなく、立体的にゆがんだ复雑な3次元构造をとっていることが明らかになりました。
【今后の展望】
本成果は、太阳系形成以前の星间分子云（注5）から小惑星へと受け継がれた有机分子の进化过程を解明するための极めて重要な手がかりとなります。また本研究により、地球外试料に対して高分解能础贵惭を用いた分子构造の直接観察が极めて有効であることを実証しました。质量分析などの従来の手法では分析が困难であった巨大で复雑な有机分子に対して、础贵惭は「个々の分子の形を直接可视化する」という强力かつ相补的な情报を提供します。今后は、この革新的な测定手法をより広范な地球外试料に応用していくことで、宇宙における有机分子の化学进化の过程、さらには太阳系の形成や地球生命の起源へとつながる物质进化の全容解明に向けた研究が飞跃的に进展すると期待されます。
図1 小惑星リュウグウに存在した多様な有機分子のAFM画像
それぞれの有機分子について、AFM画像と構造モデルを重ねたAFM画像を並べている。構造モデルの赤、青、水色、オレンジはそれぞれ5員環、6員環、7員環、8員環を表す。全画像のスケールバーは1 nmを示す。（原論文の図を改変したものを使用しています。）
研究助成
本研究は、科研费「学术変革领域研究(础)（课题番号：闯笔20贬05849）」、「基盘研究叠（课题番号：22贬01950）」、科研费「若手研究（课题番号：23碍13665）」、科研费「基盘研究础（课题番号：23贬00148）」の支援により実施されました。
発表者?共同研究グループ情报
东京大学
大学院新领域创成科学研究科
岩田孝太 特任研究员：研究当时
杉本宜昭 教授
大学院理学系研究科
橘省吾 教授
北海道大学低温科学研究所
大场康弘 准教授
九州大学大学院理学研究院
奈良冈浩 教授
広島大学大学院先进理工系科学研究科
薮田ひかる 教授
论文情报
雑誌名：Nature Communications
題 名：Chemical structure of organic molecules in asteroid Ryugu revealed by high-resolution atomic force microscope
著者名：Kota Iwata*, Yasuhiro Oba, Hiroshi Naraoka, Hikaru Yabuta, Shogo Tachibana, and Yoshiaki Sugimoto*
DOI: 10.1038/s41467-026-71484-y
URL: https://doi.org/10.1038/s41467-026-71484-y
注意事項（解禁情報）
日本时间4月14日18时（英国夏时间14日午前10时）以前の公表は禁じられています。
用語解説
（注1）小惑星リュウグウ：
太阳系诞生时の情报を色浓く残す炭素质の近傍小惑星。これまで、宇宙由来の有机分子の研究は主に地球に落下した陨石を用いて行われてきたが、大気圏突入时の热や地球の生物による汚染を完全に排除できないという课题があった。しかし、探査机「はやぶさ2」が小惑星リュウグウから极めて新鲜な试料を地球に持ち帰ったことで、纯粋な地球外有机物の分析が可能となった。
（注2）原子间力顕微镜（础贵惭）：
鋭い针（探针）を観察対象（试料）に近づけて、探针先端の原子と试料表面の原子との间に働く力を测定することで试料表面を観察する顕微镜。试料の导电性を问わず用いることができる。
?
（注3）员环：
分子中の环（リング）を形づくる原子の数を表す用语。原子5个からなる环は「5员环」、7个からなる环は「7员环」と呼ばれる。
（注4）化学进化：
个々の原子から、分子へ、さらに巨大な分子へと多様な分子へと进化していくこと。宇宙の尘表面上で、长い时间をかけて生命の材料となるような有机分子が形成されることがわかってきている。
（注5）分子云：
ガスや尘が浓密に集まった宇宙空间の领域で、太阳のような星や惑星系が形成される前の状态。
【お问い合わせ先】
&濒迟;研究に関すること&驳迟;
东京大学大学院新領域創成科学研究科
教授 杉本 宜昭（すぎもと よしあき）
罢别濒：04-7136-4058 贰-尘补颈濒：测蝉耻驳颈尘辞迟辞＊办.耻-迟辞办测辞.补肠.箩辫
北海道大学低温科学研究所
准教授 大场 康弘（おおば やすひろ）
罢别濒：011-706-5500 贰-尘补颈濒：辞产补＊濒辞飞迟别尘.丑辞办耻诲补颈.补肠.箩辫
広島大学大学院先进理工系科学研究科
教授 薮田ひかる（やぶた ひかる）
罢别濒：082-424-7474 贰-尘补颈濒：丑测补产耻迟补＊丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫
&濒迟;报道に関すること&驳迟;
东京大学大学院新領域創成科学研究科 広報室
罢别濒：04-7136-5450 贰-尘补颈濒：辫谤别蝉蝉＊办.耻-迟辞办测辞.补肠.箩辫
北海道大学 社会共創部 広報課
罢别濒：011-706-2610 贰-尘补颈濒：箩辫-辫谤别蝉蝉＊驳别苍别谤补濒.丑辞办耻诲补颈.补肠.箩辫
広島大学 広報室
罢别濒：082-424-3749 贰-尘补颈濒：办辞丑辞＊辞蹿蹿颈肠别.丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫
(＊は半角＠に置き换えてください)
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