カロテノイドの一重項励起状態の検出と励起と緩和の動力学における分子振動の役割

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13780540
• Research Institution: Kobe City College of Technology
• Principal Investigator: 九鬼 導隆 神戸市立工業高等専門学校, 応用化学科, 助教授 (20259906)
• Keywords: 光合成 / エネルギー伝達 / カロテノイド / 一重項励起状態 / 分子振動 / ラマン分光 / 時間分解吸収分光

Research Abstract

平成14年度は、前年度確立した全トランスルテインの精製法にもとづき、自然存在比(NA)、全^<13>C置換(^<13>C)、全重水素全^<13>C置換(^2H・^<13>C)の全トランスルテインを、5〜10mg(ラマン、吸収分光双方で5〜10回の測定が可能)得ることができた。ところが、極短パルスレーザーの故障にみまわれ、平成14年度は、時間分解ラマン・吸収スペクトルを測定することができなかった(現在は修理も終わり、平成15年度中に測定予定である)。
そこで、ルテインに引き続き、NA、13C、^2H・^<13>C-全トランス-β-カロテンの単離・精製を行い、それぞれの資料を約10mgほどを得ることができた。
また、平成14年度の後半より、非経験的分子軌道計算に着手しようとしたところ、計算プログラムであるGaussianのバージョンアップ時期に重なり、Gaussianを入手することができなかった(平成15年3月末にGaussian 03がリリースされ、本助成金で購入予定)。
そこで、半経験的分子軌道法と古典的基準振動解析を組み合わせて、ルテインの2^1A_g^-状態の寿命を見積もったところ、β-カロテンの場合と同様、寿命は、NA>^2H>>^<13>C>^2H・^<13>Cだと予測された。
本助成は平成14年度で終わりであるが、平成15年度に測定予定のラマン・吸収分光の結果を合わせることにより、2^1A_g^-状態からの緩和には、振電相互作用をしているC=C伸縮振動が重要な働きをしていることが、カロテノイド一般の特性として主張できると考えている。また、半経験的分子軌道法と古典的基準振動解析を非経験的分子軌道計算ペースに移行させていくことができると考えている。
なお、ルテインの精製に関しては、第8回高専シンポジウムで発表した。また、β-カロテンの精製や、双方のカロテノイドの分光測定と計算結果については、第9回高専シンポジウムで発表する予定である。