Elucidation of the characteristics of lipid bilayer membranes as a solvent by the measurement of the recombination dynamics of radical ions inside membranes

• Project/Area Number: 25K08578
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: 高屋 智久 富山県立大学, 工学部, 准教授 (70466796)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2026: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 時間分解分光 / 脂質ナノディスク / 二光子イオン化 / 溶媒和電子

Outline of Research at the Start

細胞膜などの生体膜の中ではたらく分子は，膜によって外部の水中にある分子などから保護されている．膜のどのような性質によって保護の強さが決まるかを解明することが，本研究の目的である．
本研究では，脂質分子が二重の層状に並んだ，小さな円盤状の分子集合体（脂質ナノディスク）を作製し，内部にピレンと呼ばれる分子を封入する．この試料に紫外線を照射するとピレンから電子が1個放出され，ディスクの外部へと飛び出して水分子に捕らえられる．この状態から電子が再びピレンへと戻る様子を光で刻一刻と計測する．脂質分子の構造や試料の温度などを変えて計測を行い，脂質がどのようにピレンと電子を隔てているかを明らかにする．