第 18 回 SPring-8 産業利用報告会

理化学研究所 放射光科学研究センター

理研ビームラインの産業･イノベーションへの貢献
理化学研究所 放射光科学研究センター

矢橋 牧名

SPring-8 は､共用開始以来約四半世紀にわたり､我が国を代表する大型研究基盤インフラ (RI) として､産学の幅広い研究開発に活用されてきた｡現在､気候問題をはじめとするグローバルな諸問題への対応が喫緊の課題となっており､SPring-8 も､グリーンイノベーションを支える RI として今後一層の貢献が求められている｡
SPring-8 のビームライン群の中で､理研ビームラインは､世界を先導する分析手法･装置の研究開発に取り組んできた｡代表例として､1km 長尺ビームライン(29XU)及び 25m アンジュレータビームライン(19LXU)の開発整備と､これらを舞台にした HAXPES の実用化､硬 X 線領域のコヒーレンス利用､Osaka ミラーの開発等があげられる｡ここで得られた成果は､SPring-8 にとどまらず国内外の放射光施設にも展開され､産業･イノベーションの発展にも大きく貢献してきた｡また､その一部は XFEL 施設 SACLA の実現にもつながった｡さらに最近､新たなテーマとして､高エネルギーX 線利用に関する R&D を開始した｡30keV 以上の高エネルギーX 線は､高い透過力によって動作中の製品･デバイスをそのまま観察できるプローブとして､SPring-8-II 計画でも柱の一つになっている｡具体的には､BL05XU の光学ハッチにおいて､100keV 対応の多層膜をはじめとする基幹光学系のテストベンチを構築し､開発評価を行なっている｡さらに､ここで生成される大強度･高エネルギーX 線を活用した分析手法の R&D も実施しており､､3DXRD や各種イメージング手法 (CT･ラミノグラフィ) のテストが進んでいる｡
一方で､理研ビームラインは､新たな利用スキームを実践する場としても活用されている｡2018 年度の文科省のSPring-8/SACLA の中間評価において､大口利用者の利用スキームの転換 (｢ストックからフローへ｣) について議論がなされた｡ 従来､大口利用者は､専用 BL を建設し資産を保有した上で､利用機会を確保する形態が一般的であった(ストック型)｡しかしながら､利用機会を確保するために､必ずしもストックとしての資産をもつ必要はなく､例えば､ビームラインの所有者と何らかの取り決めを交わすことでビームタイムをパッケージとして確保するというスキームも考えられる｡このような形態の利用 (フロー型) を実践する場として､理研 BL が活用できないかという検討が行なわれ､制度を整えた上で､最近実運用を開始した｡これは､理研外部のプロジェクト･研究機関等が､定められたビームタイム利用料を支払うことによって一定のビームタイム確保を可能とする仕組みである｡ビームライン基幹部の維持管理は理研がまとめて実施するため､合理性も高く､利用者の負担も軽減される｡現在､BL36XU､BL32B2､BL05XU において実施されている｡BL36XU は､もともと電通大/NEDO の燃料電池プロジェクトのための専用ビームラインとして運用されていたが､2020 年に理研BL に転換され､外部利用の枠組みのもと､NEDO の後継の燃料電池プロジェクトによって､各種の XAFS 手法､､HAXPES 等の分析が実施されている｡同様に､BL32B2 においても､京大/NEDO の蓄電池開発プロ
ジェクトによって､XAFS を中心に活用されている｡さらに､BL15XU も 2021 年 10 月に NIMS ビームラインから理研ビームラインに転換された､｡最後に､SPring-8 の総合的な分析能力を強化していくためには､大学･研究機関･企業等との連携の強化が必須である｡理研放射光センターでは､リサーチ･リンケージというネットワーク型の枠組みによって､様々な課題解決を図る仕組みの構築をはじめた｡様々な階層で新たな試みを実施しており､産業界の皆様からも､是非ご意見･ご提言を賜りたい｡

第 18 回 SPring-8 産業利用報告会

創薬産業構造解析コンソーシアム

創薬産業における SPring-8 の利用
創薬産業構造解析コンソーシアム

田中英一

新しい医薬品の創出では、スタートからゴールまで非常に長い年月と多額の費用がかかる。そのため製薬企業は研究開発の効率化と成功確率の向上を目指して様々な工夫を行っている。例えば医薬品の標的となるタンパク質と、その作用を阻害あるいは活性化する化合物の複合体立体構造を得ることができれば、これらの情報から化合物デザインを最適化することで、より作用が強く選択的な医薬品候補化合物を得ることが期待できる（Structure-Based
Drug Design）。

「創薬産業構造解析コンソーシアム」は創薬関連企業 18 社による団体であり（2021 年 8 月現在）、前身の「蛋白コンソ」の後継組織として 2012 年より活動を継続している。医薬品研究開発に貢献する立体構造解析技術の獲得とその利用推進を使命としているが具体的には、・立体構造解析に関する最先端技術の情報収集と評価、医薬品研究開発への適用可能性の早期判断・施設側との協力や連携を通じた、構造解析に関する最先端技術の利用体制構築等の活動をおこなっている。
X 線回折技術を中心に、SPring-8 とはタンパク質構造解析や粉末 X 線解析等で情報交換、連携を実施し、実際に創薬研究において頻繁に利活用している。これまでの施設側の協力で課題申請やビームタイム確保の利便性が極めて良好となり、またマイクロビーム開発や X 線回折測定の自動化・遠隔操作システム開発等により、非常に効率的なデータ取得が可能となってきた。更には SACLA の稼働やクライオ電子顕微鏡の導入により、動的な情報を含めた構造解析や、結晶化が難しいタンパク質に対するアプローチの可能性も広がっており、画期的な新薬創出に欠かせない施設として、今後もより発展的な協力体制を構築していきたい。

研究分野： 製薬

技術分野： X 線回折第 18 回 SPring-8 産業利用報告会

フロンティアソフトマター開発専用ビームライン

FSBL の概要と事例紹介
旭化成株式会社・FSBL 代表松野信也

講演概要： フロンティアソフトマター開発専用ビームライン FSBL（BL03XU）は産業界の新しい解析手法の探求と各企業の研究活動における新領域開拓や方向性を見極めるために、産業界が学術メンバーと密接に連携し、SPring-8 において最初の産学連携ビームラインとして設立建設され 2010 年に竣工いたしました。以来、産学連携での研究開発を進めて第 1 期 10 年が経過し、2019 年 10 月から 14 社と 1 大学で第 2 期の活動に入りました。2020 年 1 月 7 日には FSBL 第 2 期発足記念式典・特別シンポジウムを東京大学で開催いたしました。第 1 期 10 年では、この産学連合体に日本産業界の基盤産業であり今後も世界の最先端で有り続ける事が期待されるソフトマテリアルの開発企業が集結し、研究の革新をリードする学術の先生方と一体となって活発に活動してまいりました。
ソフトマターは主として高分子・有機物からなる材料で、ペットボトルなどの身近な品に広く利用されている材料であると同時に、自動車・航空機から人工心臓などの生体材料、水処理膜や人工腎臓などのろ過器、さらに有機太陽電池などの分野でも欠かすことのできない材料です。さらに、ソフトマターは軽量であるため、輸送エネルギーの低減につながることや、主成分が炭素・水素・酸素で形成されることから、生物資源の利用が可能であるなど、グリーンサステイナブルケミストリーを目指す社会においても必要不可欠な材料です。FSBL では、これらソフトマターの分子レベルからミクロンレベルでの構造解析、製造プロセスや様々な環境下での動的構造変化の計測など、次世代ソフトマター材料開発を強力かつ効果的に推進しています。
本講演では FSBL の概要と FSBL（BL03XU）で実施された研究事例を紹介いたします。