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膜界面におけるスピン化学

研究課題

研究課題/領域番号 11694052
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関東北大学

研究代表者

村井 久雄  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50142261)

研究分担者 前田 公憲  筑波大学, 化学系, 講師 (70229300)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード過渡吸収検出磁気共鳴 / 膜界面 / SDSミセル / TMPD / radical pair / 逆ミセル / スピン化学 / マイクロ波パルス / ミセル / ラジカル対 / テトラフェニルヒドラジン / 時間分解電子スピン共鳴法 / 光化学反応 / 交換相互作用
研究概要

生体系を含む膜界面における常磁性種の動的挙動に関して、光化学とスピン化学的手法を中心に、その反応動力学の解明と電子スピン間の相互作用に関する研究を国際的協力を得て行うことを目的として2年間にわたり研究を遂行した。特に、ミセル中における多くのラジカル対系の研究を対象に用い、さらに生体膜に研究対象を発展させた。手法は1)時間分解ESR法と、2)マイクロ波のパルス照射後に現われる反応の変化を検出することにより行われた。この研究により、膜界面におけるスピンダイナミックスをラジカル対レベルで明らかにした。初年度及び最終年度を通し、多くの研究者との討論・研究打ち合せを行いながら本題目の研究を行った。代表者村井及び分担者前田はオックスフォード大学のHore助教授の研究室を訪問し、二重膜に関して研究打ち合せを行った。最終年度は、理論的情報交換のためシカゴ大学のJ.Norris教授を招へいした。また、このフィールドの若手研究者5名を国外から招へいして討論・研究打ち合せの機会を持った。研究対象としては、一重項ラジカル対の系としてテトラフェニルヒドラジン、三重項の系としては、TMPDの光反応をミセル中で観測し、これらラジカル対のダイナミクス及び速度論的情報を得ることに成功した。前者においては、SDSミセル中でマイクロ波パルスによるスピンフリップにより、三重項・一重項間の効率の良い遷移を達成させ、再結合反応速度が5x10^6s^<-1>と決定できた。また、マイクロ波によるスピンの量子ビートの観測に成功をおさめた。後者においては逆ミセルを用い時間分解ESR法により、ミセル構成分子における結合開裂と界面におけるTMPDのイオン化と溶媒和電子の観測に成功し、その機構及び動力学を研究した。さらに、二重膜を用い光増感反応により膜構成分子に電子ラベルする試みの研究が現在進められている。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] M.Nakai: "Delayed-Fluorescence-Detected Magnetic-Resonance Study on the Spin Dynamics of the Transient Radical-Ion Pair Formed in the Photolysis of Carbazole in 2-Propanol"Chem.Phys.Lett.. 302. 577-582 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [文献書誌] T.Fukuju: "Real Time Observation of the Singlet-Triplet Dephasing Effect on the Spin Dynamics of the Spin Correlated Radical Pair Formed in the Photolysis of Tetraphenylhydrazine in an SDS Micelle"Chem.Phys.Lett.. 304. 173-179 (1999)

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  • [文献書誌] A.Matsuyama: "Photoconductivity-Detected Magnetic-Resonance (PCDMR) Study on Photoinduced Electron-Transfer Reaction of Xanthone and N,N-Diethylaniline in 2-Propanol."J.Phys.Chem.(A). 103. 4137-4140 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Araki: "Observation of Two-Spin Contorolling of a Radical pair by Pulsed Irradiation of Microwave Monitored by Absorption -Detected Magnetic Resonance."Chem.Phys.Lett. 332. 515-520 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Itoh: "Validity and Possibility of Photoconductivity Detected Magnetic Resonance Method as One of RYDMR Methods."Chem.Phys.Lett.. 333. 242-247 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Iwasaki: "Time-Domain Observation of External Magnetic Field Effects on the Delayed Fluorescence of N,N,N',N'-Tetramethyl-1,4-phenylenediamine in Alcoholic Solution."J.Phys.Chem.(A). (印刷中). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Takamori: "Time-Resolved ESR Study on the Photochemistry of Naphthoquinones Included in Cyclodextrins"J.Phys.Chem.(A). (印刷中). (2001)

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  • [文献書誌] M.J.Davis 他: "Electron paramagnetic resonance/Specialist Periodical Reports"The Royal Society of Chemistry. 332 (2000)

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  • [文献書誌] H.Murai,: "Recent Res.Devel.in Physical Chem."Transworld Research Network(印刷中). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Matsuyama, K.Maeda, H.Murai: "Photoconductivity-Detected Magnetic-Resonance (PCDMR) Study on Photoinduced Electron-Transfer Reaction of Xanthone and N,N-Diethylaniline in 2-Propanol."J.Phys.Chem.(A). 103. 4137-4140 (1999)

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  • [文献書誌] T.Fukuju, H.Yashiro, K.Maeda, H.Murai: "Real Time Observation of the Singlet-Triplet Dephasing Effect on the Spin Dynamics of the Spin Correlated Radical Pair Formed in the Photolysis of Tetraphenylhydrazine in an SDS Micelle."Chem.Phys.Lett.. 304. 173-179 (1999)

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  • [文献書誌] M.Nakai, K.Maeda and Hisao Murai: "Delayed-Fluorescence-Detected Magnetic-Resonance Study on the Spin Dynamics of the Transient Radical-Ion Pair Formed in the Photolysis of Carbazole in 2-Propanol."Chem.Phys.Lett.. 302. 577-582 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Araki, K.Maeda and H.Murai: "Observation of Two-spin Contorolling of a Radical Pair by Pulsed Irradiation of Microwave Monitored by Absorption-Detected Magnetic Resonance."Chem.Phys.Lett.. 332. 515-520 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Itoh, A.Matsuyama, K.Maeda and H.Murai: "Validity and Possibility of Photoconductivity Detected Magnetic Resonance Method as One of RYDMR Methods."Chem.Phys.Lett.. 333. 242-247 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iwasaki, K.Maeda and H.Murai: "Time-Domain Observation of External Magnetic Field Effects on the Delayed Fluorescence of N,N.N', N'-Tetramethyl-1,4-phenylenediamine in Alcoholic Solution."J.Phys.Chem.(A). (in press). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Takamori, T.Aoki, H.Yashiro and H.Murai: "Time-Resolved ESR Study on the Photochemistry of Naphthoquinones Included in Cyclodextrins."J.Phys.Chem.. (in press). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisao Murai, Shozo Tero-Kubota, and Seigo Yamauchi: "Pulsed and Time-Resolved EPR Studies of Transient Radicals, Radical Pairs, and Excited States in Photochemical Systems. Specialist Periodical Report, 'Electron Paramagnetic Resonance' Vol.17"The Royal Society of Chemistry, Thomas Graham House, Cambridge. 130-163 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisao Murai: "Time-Resolved Reaction Yield Detected Magnetic Resonance (RYDMR) Studies on Spin Dynamics of Radical Pairs in Photochemical Systems. Recent Res.Devel.in Physical Chem."(in press). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Araki: "Observation of two-spin contorolling of a radical pair by pulsed irradiation of microwave monitored by absorption-detected magnetic resonance."Chem.Phys.Lett. 332. 515-520 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Itoh: "Validity and Possibility of Photoconductivity Detected Magnetic Resonance Method as One of RYDMR Methods."Chem.Phys.Lett.. 333. 242-247 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Iwasaki: "Time-Domain Observation of External Magnetic Field Effects on the Delayed Fluorescence of N,N.N',N'-Tetramethyl-1,4-phenylenediamine in Alcoholic Solution."J.Phys.Chem.(A). 印刷中. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Murai,: "Time-Resolved Reaction Yield Detected Magnetic Resonance (RYDMR) Studies on Spin Dynamics of Radical Pairs in Photochemical Systems."Recent Res.Devel.in Physical Chem.. 印刷中. (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.J.Davis 他: "Electron paramagnetic resonance/Specialist Periodical Reports "The Royal Society of Chemistry. 332 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nakai: "Delayed-Fluorescence-Detected Magnetic-Resonance Study on the Spin Dynamics of the Transient Radical-lon Pair Formed in the Photolysis of Carbazole in 2-Propanol"Chem. Phys. Letters. 302. 577-582 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fukuju: "Real Time Observation of the Singlet-Triplet Dephasing Effect on the Spin Dynamics of the Spin Correlated Radical Pair Formed in the Photolysis of Tetraphenylhydrazine in an SDS Micelle"Chem. Phys. Letters. 304. 173-179 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] A.Matsuyama: "Photoconductivity-Detected Magnetic-Resonance (PCDMR) Study on Photoinduced Electron-Transfer Reaction of Xanthone and N,N-Diethylaniline in 2-Propanol"J. Phys. Chem.(A). 103. 4137-4140 (1999)

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      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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