不均一反応場における量子ビーム誘起反応の機構解明と新機能発現

• 研究課題/領域番号: 18K11921
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分80040:量子ビーム科学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤乗 幸子 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (50197844)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2018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: 電子線 / パルスラジオリシス / 過渡吸収 / 過渡ラマン / 活性中間体 / 量子ビーム誘起反応 / 時間分解拡散反射分光 / 不均一反応場 / 過渡ラマン分光 / 過渡吸収分光

研究成果の概要

電子線パルスラジオリス時間分過渡吸収測定システムの光学系および測定系の高効率集光・高感度化により、1000 nmの近赤外領域までシングルショット測定が可能となった。電子線パルスラジオリシス過渡ラマン分光のプローブレーザー光強度の自動可変機能により不均一系試料に対応した測定が可能となった。過渡吸収、過渡振動構造の帰属をGaussian計算により行った。電子線パルスラジオリス時間分過渡吸収測定システムにおいて、検出波長領域を赤外光領域まで拡張した。不均一系における電子線パルスラジオリシス過渡吸収、過渡振動分光により様々は量子ビーム誘起反応の反応機構を明らかにすることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子線パルスラジオリシス拡散反射法による様々な材料・状態・環境下におけるパルスラジオリシス測定の発展により分子レベル量子ビーム誘起反応からバルク量子ビーム誘起反応への拡大が期待される。電子線パルスラジオリシス拡散反射法によるin vitro生体関連系へのパルスラジオリシス測定の発展や量子ビーム誘起反応機構解明による医療分野への貢献が期待される。不均一反応場量子ビーム誘起反応機構の解明による各種高分子材料の次世代加工技術の応用、耐放射性材料の開発も可能となる。不均一系環境汚染物質分解法によるグリーンイノベーションと不均一反応場が及ぼす量子ビーム誘起特異的反応の創出が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Electronic and Structural Properties of 2,3‐Naphthalimide in Open‐Shell Configurations Investigated by Pulse Radiolytic and Theoretical Approaches (2021)
  • 著者名/発表者名: Bo Zhuang Sachiko Tojo and Mamoru Fujitsuka
  • 雑誌名: ChemistrySelect 巻: 6 号: 14 ページ: 3331-3338
  • DOI: 10.1002/slct.202100417
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Examining features of radiation-induced damage to PADC observed using FT-IR analysis: Radiation tolerance of methine groups at three-way junctions (2021)
  • 著者名/発表者名: T.Kusumoto, M. Kanasaki, I. Ishikawa, R. Barillon, Y. Honda, S. Tojo, S. Kodaira and T. Yamauchi
  • 雑誌名: Radiation Measurements 巻: 147 ページ: 106645-106645
  • DOI: 10.1016/j.radmeas.2021.106645
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dynamics of Single‐Stranded RNA Looping Probed and Photoregulated by Sulfonated Pyrene (2020)
  • 著者名/発表者名: J. Xu, S. Tojo, M. Fujitsuka and K. Kawai
  • 雑誌名: ChemistrySelect 巻: 5 号: 26 ページ: 8002-8008
  • DOI: 10.1002/slct.202002231
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Sulfonated Pyrene as a Photoregulator for Single-Stranded DNA Looping (2020)
  • 著者名/発表者名: Jie Xu, Shunichi Miyamoto, Sachiko Tojo and Kiyohiko Kawai
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 26 号: 22 ページ: 5075-5084
  • DOI: 10.1002/chem.202000184
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evidence for a critical dose above which damage to carbonate ester bonds in PADC appear after gamma ray and ultra soft X-ray exposures (2020)
  • 著者名/発表者名: Tamon Kusumoto, Shogo Okada, Hisaya Kurashige, Kazuo Kobayashi, Michel Fromm, Quentin Raffy, Nicolas Ludwig, Masato Kanasaki, Keiji Oda, Yoshihide Honda, Sachiko Tojo, Jean-Emmanuel Groetz, Ryo Ogawara, Satoshi Kodair and Tomoya Yamauchi
  • 雑誌名: Radiation Physics and Chemistry 巻: 170 ページ: 108628-108630
  • DOI: 10.1016/j.radphyschem.2019.108628
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Proton transfer accompanied with oxidation reaction of adenosine (2019)
  • 著者名/発表者名: Jungkweon Choi, Sachiko Tojo, Doo-Sik Ahn, Mamoru Fujitsuka, Shunichi Miyamoto, Kazuo Kobayashi, Hyotcherl Ihee and Tetsuro Majima
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 25 号: 32 ページ: 7711-7718
  • DOI: 10.1002/chem.201900732
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Formation of the Charge‐Localized Dimer Radical Cation of 2‐Ethyl‐9, 10‐dimethoxyanthracene in Solution Phase (2019)
  • 著者名/発表者名: Choi, Jungkweon; Ahn, Doo-Sik; Fujitsuka, Mamoru; Tojo, Sachiko; Ihee, Hyotcherl; Majima, Tetsuro
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 25 号: 21 ページ: 5586-5594
  • DOI: 10.1002/chem.201900175
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Influence of Charge Distribution on Structural Changes of Aromatic Imide Derivatives upon One-Electron Reduction Revealed by Time-Resolved Resonance Raman Spectroscopy during Pulse Radiolysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Zhuang Bo、Fujitsuka Mamoru、Tojo Sachiko、Cho Dae Won、Choi Jungkweon、Majima Tetsuro
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry A 巻: 122 号: 44 ページ: 8738-8744
  • DOI: 10.1021/acs.jpca.8b08310
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Donor-Donor-Acceptor Triads Based on [3.3]Paracyclophane with a 1,4‐Dithiafulvene Donor and a Cyanomethylene Acceptor: Synthesis, Structure, and Electrochemical and Photophysical Properties (2018)
  • 著者名/発表者名: Sako, Katsuya; Hasegawa, Tomoya; Onda, Hiroyuki; Shiotsuka, Michito; Watanabe, Motonori; Shinmyozu, Teruo; Tojo, Sachiko; Fujitsuka, Mamoru; Majima, Tetsuro; Hirao, Yasukazu
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 24 号: 14 ページ: 11407-11416
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b02006
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] The Biological Effects of Space Radiation: Pulse Radiolysis Studies for the Oxidation of Adenosine (2020)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Tojo and Yoshihide Honda
  • 学会等名: The 23rd SANKEN International Symposium. The 18th SANKEN Nanotechnology International Symposium
• [学会発表] Detection of Sulfide Dimer Radical Cations by the Time-resolved Resonance Raman Spectroscopy during Pulse Radiolysis (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Tojo, M. Fujitsuka and Y. Honda
  • 学会等名: 日本MRS年次大会