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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of high power THz TDS system for investigation of protein dynamics

Research Project

Project/Area Number 26286083
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

黒田 隆之助  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先端オペランド計測技術オープンイノベーションラボラトリ, ラボチーム長 (70350428)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 真人  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 分析計測標準研究部門, 主任研究員 (30386643)
平 義隆  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 分析計測標準研究部門, 研究員 (60635803)
坂上 和之  早稲田大学, 高等研究所, 准教授 (80546333)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsテラヘルツ / 光源技術 / 分光技術 / 加速器 / 高性能レーザー
Outline of Annual Research Achievements

テラヘルツパルス生成・計測に関して、本年度は小型加速器からの短パルス電子ビームに対し、その傾きを詳細に制御することによりコヒーレント・テラヘルツパルスを生成する手法を開発し、更にEO結晶によるEO (Electro-Optic)サンプリングシステムを構築することで時間領域分光(TDS)を実施した。当初の想定どおり、非常に広帯域なテラヘルツパルスであることを確認するとともに、シングルサイクルを持つことをEOサンプリングにより実証することができた。パルス幅から計算されるピーク強度は10kW級のテラヘルツパルスを実証することができた。更にシングルショット分光システム及びテラヘルツパルスの更なる高強度化により、今後のタンパク質の水和挙動計測も実現できると考えられる。
また、タンパク質計測に関しては、昨年度に引き続きテラヘルツバンドパスフィルター(0.1~1.5THz)を用いたタンパク質水溶液試料の計測結果解析を実施し、ヒト血清アルブミン(HSA)及び各種イオン(硝酸や硫酸、Li等)の濃度変化から吸光度と吸収係数の算出最適化を行った。特にLiイオンの特定条件下の挙動は、変化に対し不感的で興味深い結果が得られた。更に、吸収係数の変化に対し、フィッティングモデルによる水和層の推定に成功し、水和タンパク質の挙動解明に向けた新たな知見が得られたと言える。今後は水和層算出の精度向上が重要となってくるため、各種イオンとの関連や周波数特性なども十分考慮した算出が必要であると考えられる。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] BARC(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      BARC
  • [Journal Article] Generation of a coherent Cherenkov radiation by using electron bunch tilting2016

    • Author(s)
      K. Sakaue, M. Nishida, M. Washio, R. Kuroda, Y. Taira, J. Urakawa
    • Journal Title

      Proceedings of IPAC2016

      Volume: 1 Pages: 1870-1872

    • DOI

      DOI:10.18429/JACoW-IPAC2016-TUPOW047

    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 電子線傾き制御によるコヒーレントテラヘルツ放射の生成2016

    • Author(s)
      坂上和之、西田万里子、鷲尾方一、黒田隆之助、平義隆、浦川順治
    • Journal Title

      Proceedings of the 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan

      Volume: 1 Pages: 606-608

    • Open Access
  • [Presentation] 電子線の傾き制御を用いたコヒーレントテラヘルツ放射2017

    • Author(s)
      坂上和之、筧田知慶、西田万里子、ブラメルド真理、柳沢稜、鷲尾方一、浦川順治、平義隆、黒田隆之助
    • Organizer
      第23回FELとHigh-Power Radiation研究会・第14回高輝度高周波電子銃研究会
    • Place of Presentation
      東北大学三神峯ホール(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-02-23 – 2017-02-24
  • [Presentation] 光とレーザーとプラズマと加工について2017

    • Author(s)
      黒田 隆之助
    • Organizer
      サイエンス・アソシエーション・プロジェクト基礎講演会
    • Place of Presentation
      松本工業高校(長野県松本市)
    • Year and Date
      2017-01-19
    • Invited
  • [Presentation] 次世代バイオ計測に向けた分光分析手法の開発と応用2016

    • Author(s)
      田中 真人
    • Organizer
      TIAかけはし第2回ナノバイオ・コンソーシアム討論会
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-10-14
    • Invited
  • [Presentation] 電子線傾き制御によるコヒーレントテラヘルツ放射の生成2016

    • Author(s)
      坂上和之、西田万里子、鷲尾方一、黒田隆之助、平義隆、浦川順治
    • Organizer
      第13回日本加速器学会年会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市美浜区)
    • Year and Date
      2016-08-08 – 2016-08-10
  • [Presentation] Generation of a coherent Cherenkov radiation by using electron bunch tilting2016

    • Author(s)
      K. Sakaue, M. Nishida, M. Washio, R. Kuroda, Y. Taira, J. Urakawa
    • Organizer
      International Particle Accelerator Conference (IPAC 2016)
    • Place of Presentation
      BEXCO, Busan, South Korea
    • Year and Date
      2016-05-08 – 2016-05-13
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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