• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

孤立有機分子の原子像および化学反応の観実

研究課題

研究課題/領域番号 18655012
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 有機化学
研究機関東京大学

研究代表者

中村 栄一  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (00134809)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード有機化学 / 構造解析 / 電子顕微鏡 / カーボンナノチューブ / 構造決定法
研究概要

1分子1分子をあたかも分子模型のように見ることは自然科学者の長年の夢である.本研究では,透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて孤立有機分子の原子像および化学反応を観察することで,全く新しい有機構造化学の橋頭堡を築くことを目的としている.前年度までに,有機分子一分子の形と運動の直接観察に世界で初めて成功している.本年度はさらに観察対象の幅を広げ,様々な分子の単分子構造観察と,その動的挙動の観察に挑戦した.
フラーレンとピレンをアミド結合で繋いだ分子をカーボンナノチューブに内包させてTEMにより観察したところ,ピレン部位が回転する様子を動画として捉えることに成功した.また,アミド基のコントラストを明確に確認することができ,電子顕微鏡による官能基レベルの構造同定が可能であることを示した.
さらに,炭化水素鎖がカーボンナノチューブ表面に存在する孔を通過する様子を観察することができた.フラーレンに炭化水素鎖を結合した分子をチューブに内包すると,時折炭化水素鎖がホーンの外へ突き出し,数秒の後にまた内部へと戻っていく様子が明瞭に観測された.膜を透過する分子の様子をとらえた例というのは過去にも例が無く,膜と分子の相互作用をみる新しい研究手法となりうることが期待される.
以上はカーボンナノチューブの中に閉じこめた分子の構造観察であるが,ナノチューブ表面上に結合した鎖状分子のより自由な動きを直接観察することも可能であることが明らかとなった.アミノ化カーボンナノチューブ上にビオチン部位を有するトリアミドを結合し,高分解能透過型顕微鏡観察を行った結果,ナノホーンの突端に結合したアミドの単分子像が得られた.画像のコントラスト解析により,複数のアミド分子に対してその立体配座を決定することができた.さらに,アミド分子の配座変換の様子を数分にわたる動画として記録することにも成功した.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Imaging of Conformational Change of Biotinylated Triamide Molecules Covalently Bonded to Carbon N2008

    • 著者名/発表者名
      E. Nakamura, M. Koshino, T. Tanaka, Y. Niimi, K. Harano, Y. Nakamura, H. Isobe
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society 130

      ページ: 7808-7809

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging of the Passage of a Single Hydrocarbon Chain through a Nanopore2008

    • 著者名/発表者名
      M. Koshino, N. Solin, T. Tanaka, H. Isobe, E. Nakamura
    • 雑誌名

      Nature Nanotechnology 3

      ページ: 595-597

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging of Aromatic Amide Molecules in Motion2007

    • 著者名/発表者名
      N. Solin, M. Koshino, T. Tanaka, S. Takenaga, H. Kataura, H. Isobe, E. Nakamura
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 36

      ページ: 1208-1209

    • NAID

      10019961404

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging of Single Molecules in Motion2007

    • 著者名/発表者名
      M.Koshino, T.Tanaka, N.Solin, K.Suenaga, H.Isobe, E.Nakamura
    • 雑誌名

      Science (ウェブ上で公開,印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノホーン表面における分子立体配座変換の画像化2008

    • 著者名/発表者名
      原野幸治, 越野雅至, 田中隆嗣, 新見佳子, 中村優希, 磯部寛之, 中村栄一
    • 学会等名
      第35回記念フラーレンナノチューブシンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-08-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ナノメートルサイズの空孔を通過する単一炭化水素鎖の画像化2008

    • 著者名/発表者名
      田中隆嗣, 越野雅至, ソリンニクラス, 磯部寛之, 中村栄一
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi