2009 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, 工学研究院, 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。
本年度は、昨年度開発したエシェロン光学素子・第2高調波発生自己相関法を用いて、正負にチャープしたフェムト秒光パルスの時間・スペクトル2次元イメージの実時間計測を行い、光パルスの群速度分散・位相情報を決定することに成功した。また、フェムト秒白色光を用いた広帯域イメージング分光技術への適用を目指し、新規エシェロンの光学設計を行った。
一方、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、コア分子の発光強度及び発光寿命を測定し、アンテナからコアへのエネルギー伝達効率、1光子吸収当たりの発光効率を見積もった。その結果、アンテナ分子の個数が少なく長さが最も短いものがエネルギー伝達効率・発光の量子収率ともに最も大きいことを見出した。更に、すでに開発済みの第1世代のイメージング分光技術を駆使することにより、アンテナ分子を選択励起した際のコア分子の吸収飽和量を測定した。アンテナからコアへのエネルギー伝達効率が高いほど、コア分子の吸収飽和量もそれに比例して大きくなるものと思われる。実際、アンテナ分子の個数・長さの最も小さいデンドリマーにおけるコア分子の吸収飽和量が最も大きく、発光強度・発光寿命の測定結果と良く一致することを見出した。
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