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強磁場相互作用による電荷再結合反応への量子干渉

研究課題

研究課題/領域番号 15K13547
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関埼玉大学

研究代表者

前田 公憲  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70229300)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードラジカル対 / 磁場効果 / 電子スピン / 量子効果 / 光化学 / 電子移動 / 磁場 / 電子スピン磁気共鳴 / 過渡吸収 / 高感度計測 / スピンダイナミクス
研究成果の概要

渡り鳥などの磁気コンパスの原因と考えられる、ラジカル対機構における量子力学的な効果に着目し明らかにするため、磁場効果の高感度かつ高安定測定を実現し、磁場効果の詳細を時間分解測定する新しいコンセプトに基づいた測定を行った。フラビン系において、非常に高い安定性での、磁場効果の測定に成功し、その磁場効果スペクトル形状が時間により変化する事を、初めて明らかにすることができた。これらの現象を量子力学に基づいた計算をおこない、そこにスピン系の特殊な緩和(スピン運動が不揃いになり位相がばらつく)を考慮することにより、実験結果を説明する事が出来た。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 13件、 招待講演 8件)

  • [国際共同研究] International Tomography Center(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] "Millitesla magnetic field effects on the photocycle of an animal cryptochrome"2017

    • 著者名/発表者名
      Dean M. W. Sheppard, Jing Li, Kevin B. Henbest, Simon R. T. Neil, Kiminori Maeda, Jonathan Storey, Erik Schleicher, Till Biskup, Ryan Rodriguez, Stefan Weber, P. J. Hore, Christiane R. Timmel & Stuart R. Mackenzie
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 42228-42228

    • DOI

      10.1038/srep42228

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 動物の磁気感受と化学反応の磁場効果2016

    • 著者名/発表者名
      前田公憲
    • 雑誌名

      磁気健康科学研究振興財団会報誌

      巻: 28 ページ: 22-27

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluorescence-detected magnetic field effects on radical pair reactions from femtolitre volumes2015

    • 著者名/発表者名
      Charlotte A Dodson, Christopher J Wedge, Masaaki Murakami, Kiminori Maeda, Mark I. Wallace and P J Hore
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 51 号: 38 ページ: 8023-8026

    • DOI

      10.1039/c5cc01099c

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Sensitive fluorescence-based detection of magnetic field effects in photoreactions of flavins2015

    • 著者名/発表者名
      Emrys W. Evans, Jing Li, Jonathan G. Storey, Kiminori Maeda, Kevin B. Henbest, Charlotte A. Dodson, P. J. Hore, Stuart R. Mackenzie and Christiane R. Timmel
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 17 号: 28 ページ: 18456-18463

    • DOI

      10.1039/c5cp00723b

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Long-Distance Sequential Charge Separation at Micellar Interface Mediated by Dynamic Charge Transporter: A Magnetic Field Effect Study2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Miura, Kiminori Maeda, Hisao Murai and Tadaaki Ikoma
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 6 号: 2 ページ: 267-271

    • DOI

      10.1021/jz502495u

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] "磁場スイッチング法によるベシクル膜界面におけるラジカル反応ダイナミクス解析"2017

    • 著者名/発表者名
      山田千賀子、佐藤梢、三浦智明、生駒忠昭、前田公憲
    • 学会等名
      第97回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] "磁気共鳴や磁場効果測定というスペクトロスコピー"2016

    • 著者名/発表者名
      前田公憲
    • 学会等名
      分子研研究会ー生体や物質機能の起源に迫る先端的電子スピン計測ー
    • 発表場所
      分子科学研究所研究棟 セミナー室(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] "過渡吸収検出磁気共鳴法を用いたフラビン類のラジカル対検出"2016

    • 著者名/発表者名
      内藤祐輔,中山大輔,前田公憲
    • 学会等名
      第55回電子スピンサイエンス学会年会(2016)
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] "逆ミセル中でのラジカル対の再結合過程"2016

    • 著者名/発表者名
      中山大輔,内藤祐輔,高橋広奈,河合明雄,三浦智明,生駒忠昭,前田公憲
    • 学会等名
      第55回電子スピンサイエンス学会年会(2016)
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] "2,6-AQDSと卵白リゾチームにおけるCIDEPスペクトルへの溶液イオン強度の影響"2016

    • 著者名/発表者名
      茂木俊樹,前田公憲
    • 学会等名
      第55回電子スピンサイエンス学会年会(2016)
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] "Time resolved MFE measurements in photo induced intramolecular electron reaction as a probe of a biological environment"2016

    • 著者名/発表者名
      K. Arakawa, K. Maeda, J. R. Woodward
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学 駒場キャンパス(東京都、目黒区)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] "Spin dynamics and Magnetic Field Effect in Flavin containing photochemical systems studied by static and pulsed magnetic field."2016

    • 著者名/発表者名
      Kiminori Maeda
    • 学会等名
      Asia Pacific EPR symposium 2016
    • 発表場所
      イルクーツク(ロシア)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Highly sensitive measurement of MFE probing electron spin dynamics of intermediate biradical in Flavin adenine dinucleotide2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Arakawa, Kiminori Maeda, Jonathan R woodward
    • 学会等名
      Asia Pacific EPR synposium 2016
    • 発表場所
      イルクーツク(ロシア)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MAGNETIC FIELD EFFECTS IN PHOTO INDUCED INTRAMOLECULAR ELECTRON TRANSFER REACTION AS A PROBE OF A BIOLOGICAL ENVIRONMENT2016

    • 著者名/発表者名
      Kiminori Maeda
    • 学会等名
      20th Osaka City University (OCU) International Conference on Molecular Spins and Quantum Technology (OCUIC-2016)
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Detailed analysis of the magnetic field effect on the photochemical dynamics of flavin adenine dinucleotide2016

    • 著者名/発表者名
      Kiminori Maeda et al.
    • 学会等名
      The 4th Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Application
    • 発表場所
      淡路夢舞台(兵庫県、淡路市)
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Time resolved magnetic field effect on the spin selective chemical reaction of intermediate biradical in flavin adenine dinucleotide2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Arakawa, Kiminori Maeda
    • 学会等名
      32nd Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 発表場所
      ソニックシティホール(埼玉県さいたま市)
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transient absorption detected magnetic resonance probed by an LED light source2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Naito, Daisuke Nakayama, Kiminori Maeda
    • 学会等名
      32nd Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 発表場所
      ソニックシティホール(埼玉県さいたま市)
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reaction dynamics of charge separated states studied by magnetic spin effects in biomimetic systems2016

    • 著者名/発表者名
      Kiminori Maeda et al.
    • 学会等名
      32nd Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 発表場所
      ソニックシティホール(埼玉県さいたま市)
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] REACTION KINETICS AND MAGNETIC FIELD EFFECT IN ANIMAL CRYPTOCHROMES2016

    • 著者名/発表者名
      Kiminori Maeda
    • 学会等名
      IUPAC photochemistry 2017
    • 発表場所
      大阪市中央公会堂(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-04-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラジカル対機構と動物の磁気感受2016

    • 著者名/発表者名
      前田公憲
    • 学会等名
      マグネティックス研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 渡り鳥の磁気コンパスとスピンの量子力学2016

    • 著者名/発表者名
      前田公憲
    • 学会等名
      第1回「量子と生命」研究会
    • 発表場所
      大阪大学基礎工学科 国際棟セミナー室(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-02-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Highly sensitive measurement of MFE for probing electron spin dynamics of intermediate biradical in Flavin adenine dinucleotide2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Arakawa Kiminori Maeda et al.
    • 学会等名
      2nd Kanto Spin Chemistry Meeting (KASC-2)
    • 発表場所
      埼玉大学ソニックサテライトキャンパス(埼玉県さいたま市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "動物の磁気感受と分子システムの磁場効果"2016

    • 著者名/発表者名
      前田公憲
    • 学会等名
      第19回日本磁気科学会研究会ー有機・バイオ分科会
    • 発表場所
      国立研究開発法人、物質・材料研究機構(茨城県つくば市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] FAD分子の分子内電子移動反応中間体ラジカル対のESRスペクトル2015

    • 著者名/発表者名
      前田公憲,中田千絵、荒川和也、ウッドワードジョナサン
    • 学会等名
      第54回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2015)
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-11-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 逆ミセル中で生成するフラビンを含むラジカル対の時間分解ESRスペクトル2015

    • 著者名/発表者名
      中山大輔,高橋宏奈,河合明雄,三浦智明,生駒忠昭,前田公憲
    • 学会等名
      第54回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2015)
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-11-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 2,6-AQDSと卵白リゾチーム系の光反応における時間分解ESRスペクトル2015

    • 著者名/発表者名
      茂木俊樹、中山大輔、前田公憲
    • 学会等名
      第54回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2015)
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-11-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] スピン選択的化学反応と量子計測の実験的検証2015

    • 著者名/発表者名
      前田公憲,須田 綾香,P.J. Hore, Devens Gust, Paul Liddel
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] フラビンを含む光化学反応系での高感度磁場効果測定2015

    • 著者名/発表者名
      前田公憲
    • 学会等名
      2015年光化学討論会,シンポジウム「スピン光化学による材料・生物科学への新展開」
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 二波長CWレーザーとバランスド検出器を用いた光化学反応中間体における磁場効果の高感度測定法2015

    • 著者名/発表者名
      荒川和也,前田公憲,Jonathan R. Woodward(東大院総合文化)
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetoreception of molecular systems and spin selective chemical reactions2015

    • 著者名/発表者名
      Kiminori Maeda
    • 学会等名
      The 1st Kanto Area Spin Chemistry (KASC) Mini Symposium
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-07-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Charge Separated Radical Pairs as a Model of Photo-chemical Compass2015

    • 著者名/発表者名
      Kiminori Maeda et al.
    • 学会等名
      27th International Conference on Photochemistry 2015
    • 発表場所
      jeju island Korea
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetically Sensitive Photochemical Reaction Kinetics in Cryptochromes and Photolyase2015

    • 著者名/発表者名
      Kiminori Maeda et al.
    • 学会等名
      The 3rd Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications (AWEST 2015)
    • 発表場所
      淡路国際会議場(兵庫県淡路市)
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] クリプトクロム類の磁気感受と測定技術の改良2015

    • 著者名/発表者名
      前田公憲
    • 学会等名
      第42回生体分子科学討論会2015
    • 発表場所
      高崎シティギャラリー(群馬県高崎市)
    • 年月日
      2015-06-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-02-16  

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