色素分子膜分析のための電子振動二重共鳴和周波分光の研究

• Project/Area Number: 17029044
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 石橋 孝章 広島大学, 大学院理学研究科, 助教授 (70232337)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥5,300,000 (Direct Cost: ¥5,300,000); Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2005: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: 赤外可視和周波発生分光法 / 色素単分子膜 / 電子振動二重共鳴

Research Abstract

本研究の目的は、色素分子膜の電子状態および振動状態の分析手法としての、電子振動二重共鳴和周波分光法の開発と確立である。本年度は、二重共鳴和周波分光の有用性を検討するモデル系として、典型的な色素分子であるフルオレセイン誘導体(FITC)をプラチナ基板上に固定した単分子膜を取り上げた。フルオレセインは、水溶液中においてpHに依存して酸-塩基平衡によって様々な電荷状態をとることが知られている。この色素分子を金属基板に化学吸着させた場合、どのような電荷状態をとるかは明らかでない。FITCを固定した単分子膜を作製し、その二重共鳴SFG励起スペクトルを測定することで、化学吸着したFITCの電荷状態を推定した。
FITC膜のSFG振動スペクトルに観測される1640cm^<-1>付近および1610cm^<-1>付近にあるキサンテン環の骨格振動に基づく2つの振動バンドに関して、SFG振動バンドの振幅をSFG信号波長に対してプロットし二重共鳴SFG励起スペクトルを得た。その結果、両振動バンドが異なるSFG励起スペクトルを示すことを見いだした。これは、これらのバンドが異なる電荷状態の化学種に起因しているからである。アルカリ処理によるSFG振動スペクトルの変化とフルオレセイン水溶液の各化学種の電子吸収スペクトルと二重共鳴SFG励起スペクトルを比較することで、1640バンドはモノアニオン種、1610バンドは中性種のものであると帰属した。この結果は、SFG励起スペクトルが表面種の帰属に有効な情報を与えることを示している。

Research Products

• [Journal Article] Infrared-Ultraviolet Sum-Frequency Generation Spectrometer with a Wide Tunability of the Ultraviolet Probe (2007)
  • Author(s): Toshiki Maeda, T. Ishbiashi
  • Journal Title: Applied Spectroscopy (印刷中)
• [Journal Article] Molecular Vibrations at A Liquid-Liquid Interface Observed by Fourth-Order Raman Spectroscopy (2006)
  • Author(s): Satoru Fujiyoshi, Taka-aki Ishibashi, Hiroshi Onishi
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B 110 Pages: 9571-9578
• [Journal Article] Adsorption of Fluorescein Isothiocyanate Isomer-I (FITC-I) Dye on TiO_2(110) from an Acetone Solution (2005)
  • Author(s): Chi Lun Pang, Taka-aki Ishibashi, Hiroshi Onishi
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics 44 Pages: 5438-5442
  • NAID: 10016677077
• [Journal Article] Transient IR Absorption Study of Charge Carriers Photogenerated in Sulfur-doped TiO_2 (2005)
  • Author(s): Kan Takeshita, Akira Yamakata, Taka-aki Ishibashi, Hiroshi Onishi, Kazumoto Nishijima, Teruhisa Ohno
  • Journal Title: J.Photochem.Photobiol.A : Chem. 177 Pages: 269-275
• [Journal Article] Fourth-Order Raman Spectroscopy of Wide-Bandgap Materials (2005)
  • Author(s): Satoru Fujiyoshi, Taka-aki Ishibashi, Hiroshi Onishi
  • Journal Title: Journal of Molecular Structure 735-736C Pages: 197-202
• [Journal Article] Structure of the S_1 state of diphenylacetylene as studied by time-resolved CARS and infrared spectroscopy (2005)
  • Author(s): Tomonori Nomoto, Taka-aki Ishibashi, Hiromi Okamoto, Hiro-o Hamaguchi
  • Journal Title: Journal of Molecular Structure 735-736C Pages: 169-177
• [Book] 実験化学講座9、物質の構造I、分光 上(7.3.4節と8.3.3節の執筆を担当) (2005)
  • Author(s): 石橋孝章
  • Total Pages: 624
  • Publisher: 丸善株式会社
• [Patent(Industrial Property Rights)] 和周波発生分光装置及び和周波発生分光法 (2005)
  • Inventor(s): 石橋 孝章, 大西 洋
  • Industrial Property Rights Holder: 石橋 孝章, 大西 洋
  • Industrial Property Number: 2005-251718
  • Filing Date: 2005-08-31