2020 Fiscal Year Annual Research Report
過渡円二色測定の高精度化による過渡状態分子のキラリティ検出の深化
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20H02806
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
荒木 保幸 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (80361179)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 円二色性 / 励起三重項状態 / キラリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまで研究代表者が開発してきた過渡円二色測定法を超えたシグナルーノイズ比を達成するような,新たな過渡円二色測定技術の開発を行う。また,これまで報告したヘリセン類の励起三重項状態の円二色スペクトル測定による新手法の実証実験とともに,生体関連系である光応答性タンパク質の構造ダイナミクスを捉える。
本年度は、研究代表者がすでに構築している時間分解円二色測定装置のパルスレーザーをLD励起固体レーザーに変更し,励起光源安定化に伴うシグナルーノイズ比の改善効果を確認することとした。サンプルとしてヘリセン誘導体（９ヘリセン）を用い，励起三重項状態における円二色スペクトルの測定を目指したところ，既存の装置において十分なシグナルーノイズ比の円二色スペクトル測定に成功した。また，LD励起固体レーザーへの変更は，レーザーの不具合により具体的な実験を行なう事が難しい状況であったが，本年度末に不具合の修正が完了し次年度行なう予定とした。
また,同時並行で,励起光強度変調を用いた過渡円二色測定手法の構築を行った。この手法では,モニター光と励起光の重なりを最適化することが,これまで以上に重要になると考えられる。これまで,モニター光としてキセノンランプを使用していた。キセノンランプはコリメートすることが技術的に難しく,さらに単一のレンズでは一点に集光することが困難であり,モニター光として使用する場合,励起光との重なりを調整するにはどこかで妥協する必要があった。励起光との重なりを最適化するには,よりコリメートしやすく空間的に狭い領域に集光可能な光源をモニタ光として導入することが望ましい。そこで,本研究ではモニタ光として,スーパーコンティニュアム白色光源を使用して装置の準備を順調に遂行中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題は概ね順調に進展していると考える。
現有設備であるLD励起固体レーザーの不具合の改善が，COVID-19によるエンジニア派遣依頼の困難さゆえ予期せず長期化してしまった。そのため，従来の計画で次年度以降に予定していた既存の装置によるヘリセン誘導体の励起三重項状態の円二色スペクトル測定を前倒しで行い，次年度以降LD励起光源への置き換えによる既存装置の改良の時間的余裕を作り出した。すなわち本年度予定していた装置改良を，次年度早急に取り掛かることでほぼ予定どおりの進行となると期待できるからである。
新規装置の構築においてもほぼ予定通りに進行中であり，次年度以降のデータ取得が十分期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、まず一部装置の改良が残されているためそれに速やかに取り組む。次に，改良が終了した過渡円二色測定装置を用いヘリセン誘導体の励起三重項の過渡円二色スペクトル測定を行い,本研究で見込んだシグナルーノイズ比の改善を確認する。量子化学計算によるスペクトルシミュレーションを行い、そのスペクトルとヘリセン類の励起三重項状態の電子構造の解析を行う。
実証終了後,サイズの大きなヘリセン分子の励起三重項における過渡円二色スペクトル測定を行い,その結果を量子化学計算によるスペクトルシミュレーションと比較する。具体的にはすでに初年度取得済みのヘリセン誘導体の励起三重項状態における円二色スペクトル測定を行い，LD励起固体レーザーへの改良が効果的かどうかの実証を行なう。
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