研究課題
基盤研究(B)
本研究課題の目的はテラヘルツ(THz)帯の生体分子動力学の研究手法として新規なTHz分光法の開発を行うことである。具体的には偏光を利用した分光手法である振動円偏光二色性分光法(Vibrational Circular Dichroism, VCD)をTHz帯において実現することを主要な目標とした。研究成果はテラヘルツ時間領域分光法(THz-TDS)をベースとした(1)光源開発,(2)検出器開発,(3)スペクトル測定に分けることができる。光源および検出器開発においては,4電極型および3電極型の光伝導アンテナを開発しテラヘルツ電磁波の高速(〜数10kHz)偏光変調と偏光のベクトル検出を実現した。これらの技術はTHz帯VCDスペクトル測定に利用できる。生体分子スペクトル測定では,まずアミノ酸など基本的な生体分子のテラヘルツ帯分光スペクトルをTHz-TDSにより測定し,生体分子特有のスペクトル情報(光学異性体とラセミ化合物のスペクトルなど)の蓄積とその解析手法の開発を行った。アミノ酸や酒石酸のラセミ化合物(DL体)と純粋な光学異性体(D体またはL体)とでは異なったTHz帯のスペクトルが観測されること,また多重回帰分析の手法を用いて,それらの混合比を定量できることを明らかにした。THz帯VCDスペクトル測定のために2重ワイヤグリッド偏光子を複数用いて複屈折をΔn〜10^<-5>オーダーまで検出可能な高感度偏光測定装置を開発した。この装置を用い,アミノ酸イオン液体([TBP][L/D-Ala])のTHz帯VCDスペクトルの検出を試みた。この結果[TBP][L/D-Ala]のTHz-VCD信号は10^<-5>以下であることが分かったが,THz帯VCD信号を検出するまでには至らなかった。本課題で開発したTHz分光技術は今後のVCDを含めたテラヘルツ帯の生体分子分光の発展に大きく寄与するものと期待される。
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