2012 Fiscal Year Annual Research Report
遷移状態近傍分子に迫る新規フェムト秒構造ダイナミクス研究
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22245005
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
竹内 佐年 独立行政法人理化学研究所, 田原分子分光研究室, 専任研究員 (50280582)
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| Project Period (FY) |
2010-05-31 – 2013-03-31
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| Keywords | フェムト秒分光 / 構造ダイナミクス / 誘導ラマン / 超高速反応 / 核波束運動 |
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| Research Abstract |
新規に開発した低エネルギー光を用いたポンプ・ダンプ分光とフェムト秒誘導ラマン分光を二本柱とした超高速反応分子に対するフェムト秒構造化学研究を推進した。ポンプ・ダンプ分光を用いた研究では、これまで反応経路に不明な点が残されてきたトリフェニルメタン分子の超高速緩和経路を研究した。励起状態の分布数を能動的に移動させることのできるこの分光の特徴を活かし、ダンプ光の波長とタイミングを変えながら測定したところ、基底状態中間種の生成量が変化する場合としない場合のあることが分かった。この結果はこれまで信じられてきた単一の緩和経路では説明できず、初期励起状態からの分岐を経て２つの並行する経路に沿って緩和が進むという新しい描像を強く示唆する重要な成果といえる。一方、フェムト秒誘導ラマン分光による研究では、独自に開発した紫外共鳴フェムト秒誘導ラマン分光装置を駆使し、光受容タンパク質であるPhotoactive Yellow Protein（PYP）の発色団分子（p-クマル酸）の構造ダイナミクスを研究した。ラマン励起波長を最適化し、発色団分子の励起状態のラマンスペクトルを指紋領域において初めて取得することができた。特にスペクトル形状は１ピコ秒までに明確な変化を示し、この分子がフェムト秒時間領域で面内変形をすばやく起こすことが分かった。（J. Phys. Chem. Lett.誌に発表）さらに共同研究によりPYPの提供を受け、蛋白質そのものの紫外共鳴フェムト秒誘導ラマン測定に挑戦し、初期的なデータをすでに取得した。この結果、蛋白質に埋め込まれた発色団分子では水溶液中の分子と比べ、少なくとも指紋領域でのスペクトル変化は小さいことが分かった。これは蛋白質による発色団分子の構造制限を示す実験データであり、光受容蛋白質の初期分子過程を理解するうえで重要な知見である。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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