2008 Fiscal Year Annual Research Report
極微量ナノバイオ関連物質の光反応初期過程の実時間イメージングと光制御技術の開発
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20241025
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
武田 淳 Yokohama National University, 大学院・工学(系)研究科(研究院), 教授 (60202165)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大野 かおる 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (40185343)
木村 睦 信州大学, 繊維学部, 准教授 (60273075)
稲田 妙子 北里大学, 理学部, 講師 (60286375)
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| Keywords | フェムト秒 / イメージング / ナノバイオ / ポンプ・プローブ分光 / デンドリマー / タンパク / 光制御 / 機能性分子 |
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| Research Abstract |
本研究では、極微量の先端ナノバイオ関連物質の光反応初期過程の時間・周波数特性を瞬時に可視化できる世界唯一のエシェロン光学素子を用いたイメージング分光装置を開発し、光捕集小型ナノスターデンドリマーのエネルギー移動効率および修飾タンパク質の酵素反応収率の光制御を試みる。
本年度、まずはダイアモンドバイトによりニッケルをミクロンオーダーで精密加工し、反射型エシェロン光学素子を試作した。これを第2高調波発生自己相関法に組み込み、フェムト秒レーザーから出射されるフーリエ限界パルスの時間・スペクトル特性の測定を行い、35fs/pixelの時間分解能でフーリエ限界パルスの時間・スペクトル2次元イメージの実時間計測に成功した。これにより、究極のイメージング分光装置開発の素地ができた。
一方、第一世代のイメージング分光技術を駆使することにより、アンテナ分子の長さ・個数が異なる4種類のπ共役ナノスターデンドリマーにおいて、エネルギー伝達効率の時間・周波数実時間イメージング計測を行った。π共役小型デンドリマーでは、アンテナ分子を選択励起すると、まずはアンテナ分子の励起状態のバンドの底付近までねじれ振動による緩和が生じ、次にコア部分との励起状態の波動関数の重なりにより1ピコ秒以下の超高速でエネルギー伝達が起こることがわかった。
また、ジアミノアゾベンゼンを導入した修飾タンパク質において、トランス・シス光異性化反応の効率とトランス体の発光強度には相関があり、酵素反応制御には光異性化反応の効率を上げる必要があることを見出した。
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