• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of conformational imaging technique combining of DESI and cold ion spectroscopy

Research Project

Project/Area Number 19K22163
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 32:Physical chemistry, functional solid state chemistry, and related fields
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Ishiuchi Shun-ichi  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40338257)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Keywordsコンフォメーション解析 / 質量分析イメージング / DESI / イオントラップ分光 / 質量分析 / オンフォメーション解析 / 質量分光イメージング / イオントラッップ分光
Outline of Research at the Start

分子選択性の高い質量イメージングと分子の構造や電子状態の情報が得られる分光測定を 組み合わせることで、分子のコンフォメーションの空間分布が測定できるコンフォメーシ ョンイメージング法を確立する。これを実現するために、脱離エレクトロスプレーイオン 化(DESI)法と応募者が開発した冷却イオントラップレーザー分光法(冷却イオン分光法) を組み合わせた新手法を開発する。

Outline of Final Research Achievements

An existing cold ion trap mass spectrometer was modified and a home-made desorption electrospray ionization (DESI) device was installed. The DESI technique was applied to a model sample, and the produced ion was trapped in the cold ion trap and its infrared spectrum was measured. Although only a structure stable in the gas phase was observed, it was found that a structure stable in solution could also be observed by changing the DESI conditions. The results of the investigation of the conditions that inhibit the conversion reaction to the stable structure in the gas phase revealed that water molecule in the gas phase acts as a catalyst for the conversion reaction, and the atmosphere in the DESI device must be precisely controlled in order to obtain information on the in situ state of the sample by DESI.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

質量イメージングと分光測定を組み合わせることで、分子状態の空間分布を測定できる技術を確立できる。これは,例えば、生体内での物質輸送と同時に運ばれた分子のはたらきについても可視化できるため,医薬品開発や材料開発などに大いに役立つと期待される。この技術の実現にあたり,その場の状態のまま分子をサンプリングする方法の確立が必須である。本研究では,DESI法を分子の局所サンプリング法として用いる場合に,その場の状態を維持したまま分子を気相中にサンプリングする方法に指針を与える結果が得られた。また,気相中に分子をサンプリングした際の構造変換が,水分子などの触媒的なはたらきによるものであることが解明された。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 2 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Hydration-induced protomer switching in p-aminobenzoic acid studied by cold double ion trap infrared spectroscopy2023

    • Author(s)
      Akasaka Kyota、Hirata Keisuke、Haddad Fuad、Dopfer Otto、Ishiuchi Shun-ichi、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 25 Issue: 6 Pages: 4481-4488

    • DOI

      10.1039/d2cp04497h

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Gas phase protonated nicotine is a mixture of pyridine- and pyrrolidine-protonated conformers: implications for its native structure in the nicotinic acetylcholine receptor2022

    • Author(s)
      Takeda Naoya、Hirata Keisuke、Tsuruta Kazuya、Santis Garrett D.、Xantheas Sotiris S.、Ishiuchi Shun-ichi、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 24 Issue: 10 Pages: 5786-5793

    • DOI

      10.1039/d1cp05175j

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Double Ion Trap Laser Spectroscopy of Alkali Metal Ion Complexes with a Partial Peptide of the Selectivity Filter in K<sup>+</sup> Channels─Temperature Effect and Barrier for Conformational Conversions2021

    • Author(s)
      Suzuki Yukina、Hirata Keisuke、Lisy James M.、Ishiuchi Shun-ichi、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry A

      Volume: 125 Issue: 44 Pages: 9609-9618

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.1c06440

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hydration-controlled excited-state relaxation in protonated dopamine studied by cryogenic ion spectroscopy2021

    • Author(s)
      Hirata Keisuke、Kasai Ken-ichi、Gregoire Gilles、Ishiuchi Shun-ichi、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics

      Volume: 155 Issue: 15 Pages: 151101-151101

    • DOI

      10.1063/5.0066919

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Potassium and sodium ion complexes with a partial peptide of the selectivity filter in K+ channels studied by cold ion trap infrared spectroscopy: the effect of hydration2021

    • Author(s)
      Negoro Takumi、Hirata Keisuke、Lisy James M.、Ishiuchi Shun-ichi、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: - Issue: 21 Pages: 12045-12050

    • DOI

      10.1039/d1cp00936b

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rethinking Ion Transport by Ionophores: Experimental and Computational Investigation of Single Water Hydration in Valinomycin-K+ Complexes2021

    • Author(s)
      Sato Eiko、Hirata Keisuke、Lisy James M.、Ishiuchi Shun-ichi、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 12 Issue: 6 Pages: 1754-1758

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.0c03372

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Alkali and Alkaline Earth Metal Ions Complexes with a Partial Peptide of the Selectivity Filter in K+ Channels Studied by a Cold Ion Trap Infrared Spectroscopy2020

    • Author(s)
      Otsuka Remina, Hirata Keisuke, Yuta Sasaki, Lisy James M., Ishiuchi Shun-ichi, Fujii Masaaki
    • Journal Title

      Chemphyschem

      Volume: 21 Issue: 8 Pages: 712-724

    • DOI

      10.1002/cphc.202000033

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Excited state hydrogen transfer dynamics in phenol-(NH3)2 studied by picosecond UV-near IR-UV time-resolved spectroscopy2020

    • Author(s)
      Ishiuchi Shun-ichi、Kamizori Junko、Tsuji Norihiro、Sakai Makoto、Miyazaki Mitsuhiko、Dedonder Claude、Jouvet Christophe、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 22 Issue: 10 Pages: 5740-5748

    • DOI

      10.1039/c9cp06369b

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Probing the selectivity of Li+ and Na+ cations on noradrenaline at the molecular level2019

    • Author(s)
      Shun-ichi Ishiuchi, Hiromichi Wako, Sotiris S. Xantheas, and Masaaki Fujii
    • Journal Title

      Faraday Discussions

      Volume: 印刷中 Pages: 396-413

    • DOI

      10.1039/c8fd00186c

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Protomer identification by IR spectroscopy combined with collision assisted stripping technique in cryogenic ion trap2023

    • Author(s)
      S. Ishiuchi
    • Organizer
      The 14th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 冷却イオン分光による分子認識系へのボトムアップアプローチ2022

    • Author(s)
      石内 俊一
    • Organizer
      第16回分子科学討論会2022横浜
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] プロトン化ベンゾカインの冷却イオントラップ赤外分光 --プロトマースイッチングの溶媒依存性2022

    • Author(s)
      赤阪 恭汰,佐野 晃,石川 春樹,平田 圭祐,石内 俊一,藤井 正明
    • Organizer
      第16回分子科学討論会2022横浜
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 冷却イオントラップ赤外分光によるベンゾカインのプロトマースイッチングの観測2022

    • Author(s)
      赤阪 恭汰
    • Organizer
      日本分光学会先端レーザー分光部会シンポジウム「先端的レーザー分光の若手シンポジウム」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] プロトン付加p-アミノ安息香酸水和クラスターの冷却イオントラップ分光ー水和によるプロトマースイッチ2021

    • Author(s)
      赤阪恭汰,Haddad Fuad,Dopfer Otto,佐野晃,石川春樹,平田圭祐,石内俊一,藤井正明
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] カルボン酸-マグネシウムは何個の水分子で電離するか?-水和クラスターの冷却イオントラップ分光2021

    • Author(s)
      高柳光,平田圭祐,石内俊一,藤井正明
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] LLおよびLDシクロジチロシンの冷却イオントラップ分光-プロトン・アルカリ金属イオン付加と光学異性2021

    • Author(s)
      吉沢幸毅,平田圭祐,石内俊一,Anne Zehnacker-Rentine,藤井正明
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] K+チャネル選択フィルター部分ペプチド-アアルカリ金属イオン錯体水和クラスターの冷却トラップ分光-イオン選択性に対する水和効果2021

    • Author(s)
      鈴木雪菜,平田圭祐,J. M. Lisy,石内俊一,藤井正明
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] プロトン付加ニコチン水和クラスターのエレクトロスプレー・冷却イオントラップ分光-プロトン移動と同位体効果2021

    • Author(s)
      武田直哉,平田圭祐,石内俊一,S. Xantheas,藤井正明
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] K+チャネル選択フィルター部分ペプチド(GYG)-金属錯体の冷却イオントラップ赤外分光-Ag+の特異性2021

    • Author(s)
      田邊悟,平田圭祐,石内俊一,築山光一,藤井正明
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] アドレナリン受容体部分ペプチド-リガンド複合体の冷却イオン分光-分子認識のアミノ酸配列依存性2021

    • Author(s)
      大古拡弥,花市峻咲,平田圭祐,石内俊一,藤井正明
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 分子認識する芳香環カプセルの冷却イオン赤外分光-性ホルモン認識メカニズム2021

    • Author(s)
      千葉大雅,角田瑠輝,平田圭祐,石内俊一,吉沢道人,築山光一,藤井正明
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] プロトン化ベンゾカインす岩倉アスターの冷却イオントラップ赤外分光-水和による分子ないプロトン移動2021

    • Author(s)
      平田圭祐,Haddad Fuad,Dopfer Otto,石内俊一,藤井正明
    • Organizer
      第15回分子科学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Hydration effect on Mg2+ channel studied by cryogenic ion trap spectroscopy2021

    • Author(s)
      石内俊一
    • Organizer
      PACIFICHEM2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 分子動力学法と量子化学計算を用いたプロトン付加ノルアドレナリン水和クラスター配座異性体の網羅的探索2020

    • Author(s)
      三井聡一郎 ,平田 圭祐,石内俊一,藤井正明
    • Organizer
      分子科学オンライン討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 冷却イオン分光法によるシクロデキストリン包接錯体の気相分光-キラル選択性 の解明2020

    • Author(s)
      森優太 ,平田圭祐,石内俊一,藤井 正明,Anne Zeunacker-Reutien
    • Organizer
      分子科学オンライン討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 天然変性タンパク質 α シヌクレイン部分ペプチド-リガンド複合体の冷却イオン 分光 -リガンド結合によって誘起される二次構造の探索2020

    • Author(s)
      大古拡弥,田端みずき,James Lisy,吉森篤史,中野洋文,平田圭祐,石内俊一,藤井正明
    • Organizer
      分子科学オンライン討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] プロトン付加ノルニコチン水和クラスターのエレクトロスプレー・冷却イオン トラップ分光 ープロトン付加位置に対する水和効果2020

    • Author(s)
      武田直也,寉田知弥,平田圭祐,石内俊一,Sotiris Xantheas,藤井正明
    • Organizer
      2020年日本分光学会年次講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] カルボン酸-マグネシウム水和クラスターの冷却イオントラップ赤外分光 ー何個の水分子で電離するか?2020

    • Author(s)
      高柳光,平田圭祐,石内俊一,藤井正明
    • Organizer
      2020年日本分光学会年次講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Cold Ion Trap Spectroscopy for Molecular Recognition Systems2020

    • Author(s)
      Ishiuchi Shun-ichi
    • Organizer
      Gordon Research Conferences "Molecular and Ionic Clusters"
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] プロトン付加ドーパミン水和クラスターの冷却イオントラップ分光-励起状態緩和に対する水和効果2019

    • Author(s)
      笠井賢一、平田圭祐、石内俊一、藤井正明
    • Organizer
      第13回分子科学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 冷却イオントラップ法によるバリノマイシンーアルカリ金属イオン水和クラスターの赤外分光2019

    • Author(s)
      佐藤映虹、平田圭祐、石内俊一、藤井正明
    • Organizer
      第13回分子科学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] アドレナリン受容体部分ペプチド・リガンド錯体の冷却イオントラップ分光2019

    • Author(s)
      田村将人、大古拡弥、森優太、関口翼、平田圭祐、石川春樹、石内俊一、藤井正明
    • Organizer
      第13回分子科学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 天然変性タンパク質αシヌクレイン部分ペプチド-低分子リガンド複合体の冷却イオントラップ分光-リガンド結合による二次構造誘起2019

    • Author(s)
      田端みずき、吉森篤史、中野洋文、平田圭祐、石内俊一、藤井正明
    • Organizer
      第13回分子科学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] プロトン付加アドレナリン水和クラスターの冷却イオントラップ分光 -コンフォメーションに対する水和効果2019

    • Author(s)
      三井聡一郎、加賀屋舜、石内俊一、藤井正明、平田圭祐
    • Organizer
      第13回分子科学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] カリウムイオンチャネル選択フィルター部分ペプチド-アルカリ土類金属錯体の冷却イオントラップ赤外分光2019

    • Author(s)
      大塚玲美奈、平田圭祐、Lisy James M.、石内俊一、藤井正明
    • Organizer
      第13回分子科学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] カリウムイオンチャネル選択フィルター部分ペプチドーアルカリ金属錯体の冷却イオントラップ分光ー錯形成に対する水和効果2019

    • Author(s)
      根来拓己、石内俊一、Lisy James M.、平田圭祐、藤井正明、福井義光
    • Organizer
      第13回分子科学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] カルボン酸ーアルカリ土類金属クラスターの冷却イオントラップ分光ー電離過程に対する水和効果2019

    • Author(s)
      平田圭祐、高柳光、武田直也、石内俊一、築山光一、藤井正明
    • Organizer
      第13回分子科学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi