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孤立分子イオンのレーザー誘起蛍光観測と溶媒効果

研究課題

研究課題/領域番号 17K05759
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

本間 健二  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 特任教授(名誉教授) (30150288)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードレーザー誘起蛍光 / イオントラップ / 分散蛍光スペクトル / イオン移動度分析 / 質量分析 / 孤立分子状態イオン / レーザー誘起蛍光スペクトル / 高振動励起状態の発光 / タンパク質のコンフォーメーション変化 / 気相タンパク質のコンフォーメーション変化 / エレクトロスプレーイオン化
研究成果の概要

エレクトロスプレーイオン化(ESI)法で気相に取り出したイオンを真空中、孤立分子イオン状態でレーザー誘起蛍光(LIF)法、分散蛍光(DF)法、によって観測し、電子励起状態の挙動を解明した。紫外光領域の観測に初めて成功し、高い電子励起状態から内部転換によって生成した非常に高い振動励起状態からの発光観測に成功した。本手法は、濃度の低さが問題であったESI法によって真空中に取り出すことのできるイオン種に光吸収・発光分光法を適用する可能性を開くことができた。また、ESIで生成した液滴に赤外線レーザーを照射して加熱する手法を開発し、生体高分子の熱誘起相転移の機構を解明する新しい道を示すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エレクトロスプレーイオン化(ESI)法で初めて気相に取りだすことのできるイオン種について、光吸収・放出という電子励起状態の挙動解明に最も一般的な手法を適用し、観測領域を紫外光へ初めて拡張した。その結果、高い電子励起状態から内部転換によって生成した非常に高い振動励起状態からの発光観測に初めて成功した。この手法は、生体高分子の溶液中、あるいは生体中で挙動を観測する主な手法である光吸収・放出の観測を気相中でも実現可能にし、直接比較へ道を開いた。また、ESI液滴に赤外線レーザーを照射して加熱する手法は、高分子の熱誘起相転移の機構を解明する新しい道手法となる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Indiana University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Indiana University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Indiana University/University of Utah(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] IR Cavity Ringdown Spectroscopy and Density Functional Theory for Jet-Cooled Pyrrole?Cyclopentanone Binary Clusters: Effect of Pseudorotation on N?H・・・O?C Hydrogen Bonds2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Yoshiteru、Honma Kenji
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 124 号: 12 ページ: 2436-2448

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.0c00794

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser-induced- and dispersed-fluorescence studies of rhodamine 590 and 640 ions formed by electrospray ionization: Observation of fluorescence from highly-excited vibrational levels of S1 states.2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Honma
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 20 号: 42 ページ: 26859-26869

    • DOI

      10.1039/c8cp04067b

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of crystalline structures in jet-cooled acetylene large clusters studied by two-dimensional correlation infrared spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Yoshiteru、Yoshiura Ryuto、Honma Kenji
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 147 号: 4 ページ: 044302-044302

    • DOI

      10.1063/1.4994897

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction dynamics of Al+CO2->AlO+CO studied by a crossed-beam velocity map imaging technique.2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Honma and Daiki Hirata
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 147 号: 1 ページ: 013903-013903

    • DOI

      10.1063/1.4974943

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Melting proteins in microdroplets induced by laser heating2019

    • 著者名/発表者名
      HONMA, Kenji; WOODALL, D. W.; CLEMMER, D. E.
    • 学会等名
      35th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー照射による液滴中のタンパク質のコンフォーメーション変化2019

    • 著者名/発表者名
      本間健二, WOODAL, Dan, CLEMMER, David. E.
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fluorescence measurement of rhodamine ions under isolated gas-phase condition.2018

    • 著者名/発表者名
      HONMA, Kenji
    • 学会等名
      34th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 真空中に単離した気相イオンのLIF/DF観測:生体分子観測の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      本間健二
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of Fluorescence from Highly Excited-Vibrational Levels of S1 States of Gas-Phase Rhodamine Cations.2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Honma
    • 学会等名
      10th Asian Photochemistry Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical spectroscopy of isolated gas-phase ions2017

    • 著者名/発表者名
      HONMA, Kenji; NAGAOKA,Ayaka; TSURUOKA, Maho; MAKI, Wakaba
    • 学会等名
      33th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 真空中に単離したイオンのLIF/DF観測2017

    • 著者名/発表者名
      本間健二
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 交差分子線ー画像観測法による反応ダイナミクスの解明2017

    • 著者名/発表者名
      本間健二
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optical spectroscopy of isolated gas-phase ions2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Honma
    • 学会等名
      International Symposium on “Diversity of Chemical Reaction Dynamics”
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] International Symposium on “Diversity of Chemical Reaction Dynamics”2017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-21  

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