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全内部反射ラマン・振動SFG分光システムの構築と固液界面への応用

Publicly Offered Research

Project AreaScience on Function of Soft Molecular Systems by Cooperation of Theory and Experiment
Project/Area Number 26104504
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

石橋 孝章  筑波大学, 数理物質系, 教授 (70232337)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsラマン分光 / 振動和周波分光 / 表面・界面
Outline of Annual Research Achievements

(1) 電子非共鳴条件下で気体-水溶液界面におけるタンパク質のヘテロダイン検出VSFGスペクトルの測定を行った。測定したタンパクはBSA、ペプシン、コンカナバリンである。測定された信号の位相を検討した結果、キラルVSFG信号は水溶液バルク層からではなく界面層から発生していることがわかった。興味深いことに、バルク中にはβシート構造を含んでいないBSA水溶液の界面からも、βシート構造のマーカーバンドと考えられているアミドIバンドのキラルVSFGが観測された。
(2) ヘテロダイン検出全内部反射VSFG分光装置の構築:全内部反射配置でのプローブレーザーの照射は、CaF2製の半円柱プリズムを利用して実現した。また、プリズムの底面の一部に蒸着した金薄膜からSFG信号を位相の基準として利用している。装置の評価のためにLB法でプリズム底面に作製したDPPC脂質膜を空気中で測定した。得られたスペクトルのSN比は良好であるが、位相の再現性に問題が残っている。
(3) 固体液体界面の測定のための全内部反射ラマン分光装置の構築:昨年度構築した全内部反射ラマン分光装置を用いて、界面活性剤(DTAB)水溶液とシリカ界面についてスペクトルの濃度依存性を検討した。CH伸縮振動バンドの強度は、水溶液の濃度に線形には依存せず、濃度を減少させても漸近的にある強度が残留する傾向が観測された。また、高濃度領域と低濃度領域で、スペクトル形が異なっていた。0.02 mM以下の濃度で得られたスペクトルは、バルク中の界面活性剤ではなく、シリカ界面に吸着した分子状あるいはミセル状の界面活性剤によるものであると考えられる。以上の測定結果は、構築した装置が界面のスペクトルを得るために必要な感度を有していることを示唆している。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Sensitive and Quantitative Probe of Molecular Chirality with Heterodyne-detected Doubly Resonant SFG spectroscopy2015

    • Author(s)
      M. Okuno and T. Ishibashi
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 87 Issue: 19 Pages: 10103-10108

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.5b02787

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intensity Enhancement of Vibrational Sum Frequency Generation by Gap-mode Plasmon Resonance2015

    • Author(s)
      M. Okuno, T. Tokimoto, M. Eguchi, H. Kano, T. Ishibashi
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 639 Pages: 83-87

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2015.08.067

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Salt-induced water orientation at a surface of non-ionic surfactant in relation to a mechanism of Hofmeister effect2015

    • Author(s)
      M. Hishida, Y. Kaneko, M. Okuno, Y. Yamamura, T. Ishibashi and K. Saito
    • Journal Title

      Journal of Chemical Physics

      Volume: 142 Issue: 17 Pages: 171101-171101

    • DOI

      10.1063/1.4919664

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heterodyne-detected Achiral and Chiral Vibrational Sum Frequency Generation of Proteins at Air/Water Interface2015

    • Author(s)
      Masanari Okuno and Taka-aki Ishibashi
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 印刷中 Issue: 18 Pages: 9947-9954

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b01937

    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Salt-induced water orientation at a surface of non-ionic surfactant in relation to a mechanism of Hofmeister effect2015

    • Author(s)
      Mafumi Hishida, Yohei Kaneko, Masanari Okuno, Yasuhisa Yamamura, Taka-aki Ishibashi, and Kazuya Saito
    • Journal Title

      Journal of Chemical Physics

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chirality Discriminated by Heterodyne-detected Vibrational Sum Frequency Generation2014

    • Author(s)
      Masanari Okuno and Taka-aki Ishibashi
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 5 Issue: 16 Pages: 2874-2878

    • DOI

      10.1021/jz501158r

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Heterodyne-detected chiral VSFG of bulk liquids and liquid interfaces2015

    • Author(s)
      Taka-aki Ishibashi and Masanari Okuno.
    • Organizer
      The Pacifichem 2015 meeting
    • Place of Presentation
      Honolulu (USA)
    • Year and Date
      2015-12-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Time-resolved infrared studies of cyclopentane-1,3-diyl diradicals2015

    • Author(s)
      Taka-aki Ishibashi
    • Organizer
      The Pacifichem 2015 meeting
    • Place of Presentation
      Honolulu (USA)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Heterodyne-detected chiral vibrational SFG spectroscopy2015

    • Author(s)
      Taka-aki Ishibashi and Masanari Okuno
    • Organizer
      The fifth Asian Spectroscopy Conference
    • Place of Presentation
      Sydney (Australia)
    • Year and Date
      2015-09-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 振動和周波発生分光法によるPNiPAm薄膜のイソプロピル基の配向解析2015

    • Author(s)
      深谷和玄・奥野将成・力山和晃・勝本之晶・石橋孝章
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノ基とカルボニル基をもつシクロペンタン-1,3-ジイル型ジラジカルの時間分解赤外分光2015

    • Author(s)
      窪木俊介・吉富翔平・安倍学・石橋孝章
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ビナフチル系の振動電子二重共鳴キラルSFG分光:電子共鳴効果の研究2015

    • Author(s)
      奥野将成・石川大輔・中西和嘉・有賀克彦・石橋孝章
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘテロダイン検出振動SFG分光法によるリン脂質DPPCのL膜および LB単分子膜の分子構造の研究2015

    • Author(s)
      竹下尚樹・奥野将成・石橋孝章
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノ基とカルボニル基をもつ三重項シクロペンタン-1,3-ジイル型ジラジカルの時間分解赤外スペクトル2015

    • Author(s)
      窪木俊介・吉富翔平・安倍学・石橋孝章
    • Organizer
      平成27年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-06-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘテロダイン検出キラル振動和周波発生分光法の開発2015

    • Author(s)
      奥野将成・石橋孝章
    • Organizer
      平成27年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-06-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘテロダイン検出振動和周波発生分光を用いたPNiPAm薄膜の配向解析2015

    • Author(s)
      深谷和玄・奥野将成・力山和晃・勝本之晶・石橋孝章
    • Organizer
      平成27年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-06-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] リン脂質 DPPC の L 膜および LB 膜のヘテロダイン検出振動SFG分光2015

    • Author(s)
      竹下尚樹, 奥野将成, 石橋孝章
    • Organizer
      平成27年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2015-06-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 色素修飾された金属ナノ粒子の光学特性2014

    • Author(s)
      江口 美陽・石橋 孝章
    • Organizer
      2014年光化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学,札幌
    • Year and Date
      2014-10-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] シリカ基板上色素単分子膜―水溶液界面の振動電子二重共鳴和周波発生2014

    • Author(s)
      立野雄也・奥野将成・石橋孝章
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学,東広島
    • Year and Date
      2014-09-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 立体規則性の異なるPNiPAm薄膜のヘテロダイン検出振動和周波発生分光2014

    • Author(s)
      深谷和玄・奥野将成・勝本之晶・力山和晃・石橋孝章
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学,東広島
    • Year and Date
      2014-09-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘテロダイン検出キラル振動和周波発生分光法2014

    • Author(s)
      奥野将成・石橋孝章
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学,東広島
    • Year and Date
      2014-09-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘテロダイン検出振動和周波発生による分子キラリティー決定2014

    • Author(s)
      奥野将成・石橋孝章
    • Organizer
      第6回SFG研究会
    • Place of Presentation
      筑波大学,つくば
    • Year and Date
      2014-08-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ギャップモードプラズモン共鳴による振動和周波光増強の検討2014

    • Author(s)
      奥野将成・時本泰地・江口美陽・石橋孝章
    • Organizer
      平成26年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      理化学研究所,和光
    • Year and Date
      2014-05-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究テーマ 振動SFG分光

    • URL

      http://www.chem.tsukuba.ac.jp/ishibashi/researches.html#VSFG

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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