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グラフェンプラズモニクスによる光合成単一超分子計測の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16K13863
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
研究機関熊本大学

研究代表者

小澄 大輔  熊本大学, パルスパワー科学研究所, 准教授 (70613149)

研究分担者 原 正大  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (50392080)
瀧尾 進  熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 教授 (60188109)
研究協力者 川上 恵典  
藤本 将吾  
廣田 悠真  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード光合成 / プラズモニクス / 単原子層ナノシート / エネルギー伝達 / 超高速分光 / 超高速現象 / 紅藻類 / エネルギー移動 / 生物物理 / 量子エレクトロニクス
研究成果の概要

植物・藻類・細菌類における光合成機能は、自然が創出した最もエネルギー変換効率の良いナノバイオ集積フォトニックデバイスである。このような生体分子の一分子分光計測は、その本質的な電子・エネルギー輸送現象解明に向けた急務な課題である。本研究課題ではこのような要請から、単一光子レベルの検出が可能であり、光合成エネルギー伝達過程を実時間で観測可能なピコ秒の時間分解能を持つ分光システムの構築を行った。また、単一超分子分光を実現するために十分なサイズを持つフィコビリソーム超複合体をシアノバクテリア及び紅藻から調製する手法を確立し、そのエネルギー伝達過程の詳細を明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Singlet and Triplet Excited States Dynamics of Photosynthetic Pigment Chlorophyll a Investigated by Sub-Nanosecond Pump-probe Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kosumi, Tomoya Nishiguchi, Yutaka Amao, Richard J. Cogdell, Hideki Hashimoto
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A

      巻: 358 ページ: 374-378

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2017.09.046

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strategies to enhance the excitation energy-transfer efficiency in the light-harvesting system using the intra-molecular charge transfer character of carotenoids2017

    • 著者名/発表者名
      N. Yukihira, Y. Sugai, M. Fujiwara, D. Kosumi, M. Iha, K. Sakaguchi, S. Katsumura, A.T. Gardiner, R.J. Cogdell, H. Hashimoto
    • 雑誌名

      Faraday Discuss.

      巻: 未確定 ページ: 59-71

    • DOI

      10.1039/c6fd00211k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Excited state properties of beta-carotene analogs incorporating a lactone ring2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kosumi, T. Kajikawa, K. Sakaguchi, S. Katsumura, H. Hashimoto
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 19 号: 4 ページ: 3000-3009

    • DOI

      10.1039/c6cp06828f

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Excited state properties of beta-carotene analogs incorporating a lactone ring2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kosumi, Takayuki Kajikawa, Kazuhiko Sakaguchi, Shigeo Katsumura, and Hideki Hashimoto
    • 雑誌名

      Carotenoid Science

      巻: 21 ページ: 36-41

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] EXCITATION ENERGY TRANSFER AND DISSIPATION DYNAMICS OF CAROTENOIDS IN PHOTOSYNTHETIC ANTENNA SYSTEMS2017

    • 著者名/発表者名
      Hideki Hashimoto, Nao Yukihira, Hiroki Sato, Masazumi Fujiwara, Yuko Suga, Tomoko Horibe, Daisuke Kosumi, Alastair T. Gardiner, Richard J. Cogdell
    • 学会等名
      ICARP2017
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TRIPLET EXCITED STATE DYNAMICS OF CHLOROPHYLL A AS REVEALED BY SUB-NS PUMP-PROBE SPECTROSCOPY2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kosumi, Tomoya Nishiguchi, Yutaka Amao, Richard J. Cogdell, Hideki Hashimoto
    • 学会等名
      ICARP2017
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RECONSTITUTION OF THE LIGHT-HARVESTING 1 COMPLEX FROM A PURPLE PHOTOSYNTHETIC BACTERIUM RHODOSPIRILLUM RUBRUM G9+ WITH FUCOXANTHIN2017

    • 著者名/発表者名
      Nao Yukihira, Yuko Sugai, Masazumi Fujiwara, Daisuke Kosumi, Masahikot Iha, Kazuhiro Sakaguchi, Shigeo Katsumura, Alastair T. Gardiner, Richard J. Cogdell, and Hideki Hashimoto
    • 学会等名
      ICARP2017
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tactics to enhance the excitation energy-transfer efficiency in the light-harvesting system using the intra-molecular charge transfer character of carotenoids2017

    • 著者名/発表者名
      Hideki Hashimoto, Nao Yukihira, Yuko Sugai, Masazumi Fujiwara, Daisuke Kosumi, Masahiko Iha, Kazuhiro Sakaguchi, Shigeo Katsumura, Alastair T. Gardiner, Richard J. Cogdell
    • 学会等名
      Artificial Photosynthesis: Faraday Discussions
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-02-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超高速分光手法による光合成エネルギー伝達機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      小澄大輔
    • 学会等名
      2017年日本動物学会・九州沖縄植物学会・日本生態学会 合同熊本例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 廣田悠真、藤本将吾、川上恵典、神谷信夫、小澄大輔2017

    • 著者名/発表者名
      シアノバクテリア由来光合成超複合体におけるエネルギー伝達過程
    • 学会等名
      第28回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノイオンキャリアに担持させたフェオフォーバイドaにおける蛍光寿命の分子密度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      内村祐貴、西本徹、垰本真有華、伊藤亮孝、小澄大輔
    • 学会等名
      第28回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 波長可変パルスレーザーを用いた時間相関単一光子計数法によるクロロフィルaの蛍光寿命測定2017

    • 著者名/発表者名
      藤本将吾、芳野修平、小澄大輔
    • 学会等名
      光合成セミナー2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Energy-transfer efficiency fucoxanthin reconstituted into the light-harvesting 1 complex from a purple photosynthetic bacterium Rhodospirillum rubrum G9+2016

    • 著者名/発表者名
      Nao Yukihira, Yuko Sugai, Masazumi Fujiwara, Chiasa Uragami, Daisuke Kosumi, Kazuhiro Sakaguchi, Shigeo Katsumura, Alastair T. Gardiner, Richard J. Cogdell, and Hideki Hashimoto
    • 学会等名
      The 23th International SPACC Symposium
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 誘起ラジカルを利用した高い光耐久性を有する新規ペンタセンの創生と機構及びそのスピン物性2016

    • 著者名/発表者名
      清水章皓、伊藤亮孝、小澄大輔、橋本秀樹、手木芳男
    • 学会等名
      第55回スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒からマイクロ秒領域における光合成光保護過程の観測2016

    • 著者名/発表者名
      小澄大輔、堀部智子、杉崎満、橋本秀樹
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Using Excited-State Spin Dynamics of p-Radicals Toward Molecular Spintronics2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Teki, Akihiro Shimizu, Yusuke Kawanaka, Akitaka Ito, Daisuke Kosumi, Hideki Hashimoto
    • 学会等名
      ICMM2016
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サブナノ秒ポンプ・プローブ分光による励起三重項クロロフィルの観測2016

    • 著者名/発表者名
      小澄大輔、西口智也、橋本秀樹
    • 学会等名
      光合成セミナー2016
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-07-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] サブ30フェムト秒分光手法による光合成アンテナLH2におけるエネルギー移動の観測2016

    • 著者名/発表者名
      小澄大輔、堀部智子、橋本秀樹
    • 学会等名
      光合成セミナー2016
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-07-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] モデルカロテノイドにおける分子内電荷移動状態の解明2016

    • 著者名/発表者名
      小澄大輔、梶川敬之、坂口和彦、勝村成雄、橋本秀樹
    • 学会等名
      光合成セミナー2016
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-07-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] カルボニル基を導入したb-carotene類縁体の光学応答2016

    • 著者名/発表者名
      小澄大輔、梶川敬之、坂口和彦、勝村成雄、橋本秀樹
    • 学会等名
      第30回カロテノイド研究談話会
    • 発表場所
      恩納村
    • 年月日
      2016-06-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌Rs. rubrum G9+のLH1サブユニット型複合体とフコキサンチンを用いたLH1複合体の再構成2016

    • 著者名/発表者名
      行平奈央、須貝裕子、藤原正澄、浦上千藍紗、小澄大輔、伊波匡彦、坂口和彦、勝村成雄、橋本秀樹
    • 学会等名
      第30回カロテノイド研究談話会
    • 発表場所
      恩納村
    • 年月日
      2016-06-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 研究者ホームページ

    • URL

      http://phys.ipps.kumamoto-u.ac.jp/kosumi/index-j.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究代表者ホームページ

    • URL

      http://phys.ipps.kumamoto-u.ac.jp/kosumi/index-j.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 熊本大学 研究者プロフィール

    • URL

      https://kumamoto.pure.elsevier.com/ja/persons/daisuke-kosumi

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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