2013 Fiscal Year Annual Research Report
静電型イオン貯蔵リングによる生体分子ー電子・光子衝突研究の新たな展開
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23600014
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
田辺 徹美 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (20013394)
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| Keywords | 原子、分子物理 / 静電型イオン貯蔵リング / 気相 / 超高真空 / 光吸収 / 互変異性体 / 相互変換 |
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| Research Abstract |
静電型イオン貯蔵リング中にイオンを蓄えた後、レーザーを照射し、光解離の実験を行った。
Fluorescein は蛍光色素として古くから知られていて、液相での光吸収研究は精力的に行われてきた。一方、気相での実験は極めて少ない。特に一価負イオンについては２つの互変異性体の存在が理論的に知られているが、実験データは不十分であった。まず、Electrospray イオン源で一価負イオンを生成し、トラップに貯蔵後、出射、加速し、質量を選別し、イオン貯蔵リングに入射した。リング内で一定時間貯蔵した後、波長可変のレーザーを照射し、光吸収解離で生成された中性粒子を検出した。その結果、リングでの貯蔵時間を変えると中性粒子の時間および波長スペクトルが大きく変わることを発見した。貯蔵によって分子構造が変化したものと推定される。短い貯蔵時間では２つの分子、また、長い時間では１つの分子構造になる。
色素 Orange I にも同様に二つの互変異性体がある。これらの気相での変化を上記と同様の手法で調べた。並行して進めた衝突誘起解離（CID）、液相での光吸収、理論解析などを総合すると、気相では貯蔵時間とともに２つの分子構造から１つの分子構造に変化すると推定される。
葉緑素は植物が光を取り込む上で重要な役割を果たす。光吸収実験は主に液相で行われ、気相での実験は極めて少ない。周囲の影響を除いた分子単体の研究は極めて大切である。実験は一価の負イオンの Chlorophyll a および b にレーザーを照射し、生成される中性粒子の時間、レーザー波長、強度依存性等を測定した。その結果、時間スペクトルは１光子吸収による減衰の遅い成分と２光子吸収による減衰の速い成分からなり、これらは一つの解離チャンネルを経由する統計モデルで良く説明できることがわかった。また、波長スペクトルは溶液での吸収スペクトルと大きく異なる。
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