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Measurement of rheology of water surrounding molecular assembly toward revealing the water-cooperated chemical phenomena in life

Research Project

Project/Area Number 25620002
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

KAGEYAMA YOSHIYUKI  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90447326)

Research Collaborator TAKEDA Sadamu  北海道大学, 大学院理学研究院, 教授 (00155011)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2014: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords水 / 分子集合体 / 核磁気共鳴 / 緩和測定 / 分子運動 / 水和水 / NMR / 動的核分極 / 流動性 / ナノ空間 / ESR / 巨視的構造変化 / 協同効果 / 超分子機械 / NMR / ESR / オーバーハウザー効果
Outline of Final Research Achievements

As the main component of living cells is water, life phenomena are presented in water. Water surrounds cellular membranes, peptides, and other biomolecules. The surrounding water has different characteristics than general water, and the characteristics are related to the brilliant functions of biomolecules. Therefore, a development of a characteristic water analysis is required to reveal the biological phenomena.
Selective analysis of specific water in bulk water is difficult. One potent method is the Overhauser dynamic nuclear polarization nuclear magnetic resonance (DNP-NMR). For our project, we equipped an instrument to measure the water molecules using DNP-NMR. We also used organic synthetic techniques to prepare artificial molecular assemblies, and measured the water surrounding the assemblies. In perspective, it is required to improve the accuracy of quantitative discussions for rheology of water by merging the theoretical approach with further measurements.

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Structure and Growth Behavior of Centimeter-Sized Helical Oleate Assemblies Formed with Assistance of Medium-Length Carboxylic Acids2015

    • Author(s)
      Yoshiyuki Kageyama, Tomonori Ikegami, Natsuko Hiramatsu, Sadamu Takeda, Tadashi Sugawara
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 11 Issue: 18 Pages: 3550-3558

    • DOI

      10.1039/c5sm00370a

    • NAID

      120005712474

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Intrinsic Surface-Drying Properties of Bio-adhesive Proteins2014

    • Author(s)
      Yasar Akdogan, Wei Wei, Kuo-Ying Huang, Yoshiyuki Kageyama, Eric W. Danner, Dusty R. Miller, Nadine R. Martinez Rodriguez, J. Herbert Waite, Songi Han
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 53 Issue: 42 Pages: 11253-11256

    • DOI

      10.1002/anie.201406858

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spontaneous transformation from micelles to vesicles associated with sequential conversions of comprising amphiphiles within assemblies2014

    • Author(s)
      K. Takakura, T. Yamamoto, K. Kurihara, T. Toyota, K. Ohnuma and T. Sugawara
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 50 Issue: 82 Pages: 2190-2192

    • DOI

      10.1039/c3cc43488e

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 動的核分極NMR法による様々なベシクル表面での水の流動性の研究2015

    • Author(s)
      近藤僚太・景山義之・武田定
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2015年夏季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学・函館校(函館市)
    • Year and Date
      2015-07-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] in-situ 14.3 MHz ODNP-NMR分光計による分子集合体を取り囲む水のNMR測定2015

    • Author(s)
      景山義之・近藤僚太・武田定
    • Organizer
      第95日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学・船橋キャンパス(船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] XバンドESRを用いた動的核分極NMR測定装置の作製と信号観測2015

    • Author(s)
      近藤僚太・景山義之・武田定
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2015年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学・札幌キャンパス(札幌市)
    • Year and Date
      2015-01-27 – 2015-01-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 複雑系の中の化学-生命の仕組みを模倣した協同現象の化学への挑戦-2015

    • Author(s)
      景山義之
    • Organizer
      第13回北海道大学若手研究者交流会
    • Place of Presentation
      北海道大学・札幌キャンパス(札幌市)
    • Year and Date
      2015-01-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 酸化還元刺激によりオレイン酸自己集合体内で実効体積が変化する分子アクチュエータの設計と合成2014

    • Author(s)
      皀優太・景山義之・武田定
    • Organizer
      第4回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀,(東京都)
    • Year and Date
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Macroscopic Motion of Soft Non-covalent Molecular Assembly in Water Actuated by Chemically Synthesized Molecular Machine2014

    • Author(s)
      Yoshiyuki KAGEYAMA
    • Organizer
      The 52nd Annual Meeting of the Biophysical Society Japan
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] カルボン酸とイミダゾリウムを有する双性イオン型両親媒性分子によるジャイ アントベシクル形成2013

    • Author(s)
      大倉優作・栗原顕輔・豊田太郎・高倉克人・景山義之・鈴木健太郎・菅原正
    • Organizer
      第24回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      学習院大学(東京都)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 酸解離現象が協同するオレイン酸自己集合体の巨視的な光誘起ダイナミクス2013

    • Author(s)
      景山義之・皀優太・池上智則・谷掛成歩・武田定
    • Organizer
      第64回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 直鎖脂肪酸が媒介するオレイン酸の螺旋状集合体の成長挙動:pH滴定による機構の解析2013

    • Author(s)
      池上智則・景山義之・武田定
    • Organizer
      第64回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] アゾベンゼン誘導体の光異性化に伴うオレイン酸自己集合体の分子間力の変化と巨視的なダイナミクス2013

    • Author(s)
      皀 優太・池上智則・景山義之・武田定
    • Organizer
      第7回分子科学討論会2013
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 直鎖脂肪酸がメディエーターとして機能したオレイン酸の螺旋状集合体の伸長2013

    • Author(s)
      池上智則・景山義之・武田定
    • Organizer
      第22回有機結晶シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] アゾベンゼン誘導体の光異性化に連動したサブミリサイズ自己集合体の可逆的回転

    • Author(s)
      皀優太・谷掛成歩・池上智則・景山義之・武田定
    • Organizer
      日本化学会北海道支部 2013年 夏季研究発表会
    • Place of Presentation
      北見工業大学(北見市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] アゾベンゼン誘導体包含オレイン酸分子集合体の光誘起マクロダイナミクスの機構の検討

    • Author(s)
      池上智則・皀優太・景山義之・武田定
    • Organizer
      日本化学会北海道支部 2013年 夏季研究発表会
    • Place of Presentation
      北見工業大学(北見市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] オレイン酸・アゾベンゼン誘導体混合自己集合体の酸解離挙動が協同した 巨視的な光誘起ダイナミクス

    • Author(s)
      景山義之・池上智則・皀優太・宮崎篤・武田定
    • Organizer
      第36回溶液化学シンポジウム・プレシンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] 水分子のダイナミクスが協同する分子の機能の探求(研究者ウェブページ)

    • URL

      http://www.sci.hokudai.ac.jp/~y.kageyama/public/research/MolWater.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究者による情報公開

    • URL

      http://www.sci.hokudai.ac.jp/~y.kageyama/public/index_jp.html

    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Remarks] 所属研究室による研究紹介

    • URL

      http://wwwchem.sci.hokudai.ac.jp/~ekitai/

    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Remarks] 所属機関による研究紹介

    • Related Report
      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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