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2005 Fiscal Year Annual Research Report

酸化還元電位サイクルに同期した新しい超高速時間分解吸収分光装置の開発

Research Project

Project/Area Number 17654083
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

橋本 秀樹  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (50222211)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉崎 満  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 助教授 (20360042)
藤井 律子  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 博士研究員 (80351740)
Keywords酸化・還元電位制御 / 時間分解吸収分光 / サイクリック・ボルタンメトリー / クロノアブソープトメトリー / 光合成初期過程 / カロテノイド / クロロフィル / 超高速
Research Abstract

サイクリック・ボルタンメトリーと時間分解吸収分光を同期させて、時間分解酸化還元電位制御吸収スペクトル計測装置を開発し、真の意味での電気化学を制御した吸収スペクトルを測定することにより、光合成初期過程において重要な役割を担うクロロフィル・カロテノイド等の光合成色素の一電子酸化、二電子酸化状態の高速ダイナミクスを直接計測することを目的とする。そのために、まず(1)μ秒時間分解吸収スペクトル測定装置とサイクリック・ボルタンメトリーを同期させ、試料の酸化還元電位がある一定の場合の時間分解吸収スペクトルを測定する装置を開発し、光合成初期過程でその一電子酸化状態のダイナミクスが重要な役割を担っていると考えられるβカロテンの一電子酸化状態についてそのμ秒ダイナミクスを測定する。次に(2)サブピコ秒時間分解吸収スペクトル測定装置とサイクリック・ボルタンメトリーを同期させ、100フェムト秒〜100ピコ秒の高速におけるダイナミクスを測定する。初年度は,一連の研究の手始めとして,サイクリック・ボルタンメトリー装置を自作した。測定対象となる試料として,高等植物の光合成系におけるカロテノイドの二次電子移動過程を解明するモデル物質と目される,極性カロテノイド類の一種(2-all-trans-retinylideneindane-1,3-dione (RetInd))を取り上げ,そのカチオンラジカル状態を電気化学的に生成した。この系と,ミリ秒オーダーの時間分解能を有するダイオードアレイ型マルチチャンネル光検出器とを組み合わせることにより,時間分解酸化還元電位制御吸収スペクトル計測装置のプロトタイプを完成した。RetIndの任意の酸化状態に電位を固定し,その後の時間変化を追いながら,多波長同時に時間分解的に吸収スペスペクトルを測定した。本計測方法をマルチチャンネルクロノアブソープトメトリーと命名した。この新しい,電気化学分光計測法により,RetIndの1電子,2電子,および多電子酸化状態に帰属できる分子種の吸収スペクトルを測定した。

  • Research Products

    (26 results)

All 2006 2005

All Journal Article (26 results)

  • [Journal Article] Carotenoid-Bacteriochlorophyll Energy Transfer in LH2 Complexes Studied with 10-fs Time Resolution2006

    • Author(s)
      D.Polli et al.
    • Journal Title

      Biophys.J. 90

      Pages: 2486-2497

  • [Journal Article] Vibrational relaxation pathways in the electronic excited state of carotenoid2006

    • Author(s)
      R.Nakamura et al.
    • Journal Title

      J.Luminescence 119-120

      Pages: 442-447

  • [Journal Article] Quenching of energy transfer by freezing molecular vibrations in light harvesting small dendrimer2006

    • Author(s)
      I.Akai et al.
    • Journal Title

      J.Luminescence 119-120

      Pages: 283-287

  • [Journal Article] Structures and functions of carotenoids bound to reaction centres from purple photosynthetic bacteria2006

    • Author(s)
      H.Hashimoto et al.
    • Journal Title

      Pure Appl.Chem. (In press)

  • [Journal Article] All Organic THz Electromagnetic Wave Emission and Detection Using Highly Purified N-Benzyl-2-Methyl-4-Nitroaniline Crystals2006

    • Author(s)
      K.Kuroyanagi et al.
    • Journal Title

      Jpn.J.Appi Phys. (In press)

  • [Journal Article] Determination of the Refractive Indices and Absorption Coefficients of Highly Purified N-Benzyl-2-Methyl-4-Nitroaniline Crystal in Terahertz Frequency Regime2006

    • Author(s)
      K.Kuroyanagi et al.
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. (In press)

  • [Journal Article] 極超短パルス光を利用したテラヘルツ波の発生・計測=有機非線形光学結晶BNAからのTHz波発生と周波数ドメイン分光法=2006

    • Author(s)
      高橋 宏典ら
    • Journal Title

      光アライアンス 2006.3

      Pages: 13-17

  • [Journal Article] Pump-probe and pump-delete-probe spectroscopy on carotenoids with N=9-152005

    • Author(s)
      T.Buckup et al.
    • Journal Title

      Femtochemistry and Femtobiology : Ultrafast Events in Molecular Science

      Pages: 453-456

  • [Journal Article] Energy flow in photosynthetic light harvesting : spectroscopy and control2005

    • Author(s)
      W.Wohlleben et al.
    • Journal Title

      Femtochemistry and Femtobiology : Ultrafast Events in Molecular Science

      Pages: 453-456

  • [Journal Article] Local Electrostatic Field Induced by the Carotenoid Bound to the Reaction Center of the Purple Photosynthetic Bacterium Rhodobacter sphaeroides2005

    • Author(s)
      K.Yanagi et al.
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B 109

      Pages: 992-998

  • [Journal Article] Electroabsorption spectroscopy of β-carotene homologs : anomalous enhancement of Δμ2005

    • Author(s)
      K.Yanagi et al.
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 71

      Pages: 195118

  • [Journal Article] Concentration-dependence of photoluminescence properties in polythiophene diluted in an inactive polymer matrix2005

    • Author(s)
      K.Kanemoto et al.
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 402

      Pages: 549-553

  • [Journal Article] Excitation energy dependence of excited states dynamics in all-trans-carotenes determined by femtosecond absorption and fluorescence spectroscopy2005

    • Author(s)
      D.Kosumi et al.
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 408

      Pages: 89-95

  • [Journal Article] Rapid energy transfer in light-harvesting small dendrimers2005

    • Author(s)
      I.Akai et al.
    • Journal Title

      J.Luminescence 112

      Pages: 449-453

  • [Journal Article] Dynamics of carotenoids probed by femtosecond absorption, fluorescence, and Raman spectroscopy2005

    • Author(s)
      M.Yoshizawa et al.
    • Journal Title

      Springer Series in Chemical Physics (Ultrafast Phenomena XIV) 79

      Pages: 589-591

  • [Journal Article] Energy flow in carotenoids, studied with pump-deplete-probe, multiphoton and coherent control spectroscopy2005

    • Author(s)
      T.Buckup et al.
    • Journal Title

      Springer Series in Chemical Physics (Ultrafast Phenomena XIV) 79

      Pages: 368-370

  • [Journal Article] Sub-20-fs study of energy relaxation in carotenoids in solution and inside light harvesting complexes2005

    • Author(s)
      G.Cerullo et al.
    • Journal Title

      Springer Series in Chemical Physics (Ultrafast Phenomena XIV) 79

      Pages: 363-367

  • [Journal Article] Low-lying singlet states of carotenoids having 8-13 conjugated double bonds as determined by electronic absorption spectroscopy2005

    • Author(s)
      P.Wang et al.
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 410

  • [Journal Article] Stark spectroscopy of the reaction centre from the photosynthetic bacterium Rhodobacter sphaeroides strain R26.1 in which a spheroidene analogue has been incorporated2005

    • Author(s)
      T.Nishio et al.
    • Journal Title

      Carotenoid Science 8

      Pages: 47-52

  • [Journal Article] Investigation on Ultrafast Optical Processes in a Polar Carotenoid Analogue by the Use of a Noncollinear Optical Parametric Amplifier2005

    • Author(s)
      M.Sugisaki et al.
    • Journal Title

      Carotenoid Science 8

      Pages: 38-42

  • [Journal Article] Effect of carotenoid on electrostatic environment around the bacteriochlorophyll special pair in the reaction center of the purple photosynthetic bacterium Rhodobacter sphaeroides2005

    • Author(s)
      K.Yanagi et al.
    • Journal Title

      Carotenoid Science 8

  • [Journal Article] Sub-μ-second time-resolved absorption spectroscopy of a polar carotenoid analogue, 2-(all-trans-retinylidene)-indan-1,3-dione2005

    • Author(s)
      R.Fujii et al.
    • Journal Title

      Carotenoid Science 8

      Pages: 53-57

  • [Journal Article] Time-resolved Absorption and Fluorescence Spectroscopy in Carotenoids Using Tunable Femtosecond Pump Pulses2005

    • Author(s)
      D.Kosumi et al.
    • Journal Title

      Carotenoid Science 8

      Pages: 62-64

  • [Journal Article] Sub-μ-second time-resolved absorption spectroscopy of a polar carotenoid analogue, 2-(all-trans-retinylidene)-indan-1,3-dione; formation of the dication by direct triplet-excited sensitization2005

    • Author(s)
      R.Fujii et al.
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.A 109

      Pages: 11117-11122

  • [Journal Article] Ultrafast Dynamics of All-trans-β-Carotene Explored by Resonant and Nonresonant Photoexcitations2005

    • Author(s)
      D.Kozumi et al.
    • Journal Title

      Phys Rev.Lett. 95

      Pages: 213601

  • [Journal Article] 物質・現象・新技術(5)-有機・バイオ-光合成アンテナ色素蛋白複合体・カロテノイド・超高速レーザー分光2005

    • Author(s)
      橋本 秀樹ら
    • Journal Title

      オプトロニクス No.281

      Pages: 159-169

URL: 

Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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