| 研究課題/領域番号 |
20K05559
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
田中 真人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (30386643)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 分子構造 / 円二色性 / キラリティ / 光吸収 / 分光計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
円二色性は温度などの試料条件による分子構造の変化を簡便に追跡できる有用な分光手法である。本提案では、高圧・高温条件で対応可能な円二色性計測用光学セルの開発と、これを用いた紫外～真空紫外領域における円二色性計測システムの構築とシステムの正確性を検証することを目指す。アミノ酸などのキラル有機分子、タンパク質などキラル高分子の高圧・高温条件での構造変化などを追跡する。また密度汎関数法などによる円二色性の理論計算との比較も行う。これらにより、高温・高圧条件での円二色性分析手法の確立とその有用性の検証を行い、タンパク質科学やグリーンケミストリー分野などにおける新規分析手法として実用化を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では超臨界水条件などの高圧・高温条件（圧力22.1 MPa以上、温度 374 ℃以上）での円二色性計測に必要な要素技術の開発と評価を目的とした。まず高圧・高温条件での光学セルシステムとして、光学窓としてYAGセラミクス窓を採用したものを開発した。本セルにて圧力として40MPa以上、最大温度400℃までの超臨界水条件を超えた昇圧・昇温試験に成功した。また短時間で円二色性スペクトルが計測可能な分光システムを開発した。開発したセル等を用いて、標準的試料の円二色性スペクトル測定を行い、S体とR体で逆符号の円二色性ピークを確認するなど、本システムにおいて円二色性の測定に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本システムにおいて超臨界状態等の高温・高圧条件での分子構造変化の時間変化の測定が可能になる。近年、100 ℃を超えても活性を失わない超耐熱性タンパク質の発見や、高圧・高温水を用いたタンパク質の加水分解によるペプチドやアミノ酸の低コスト作製方法などが報告されており、本システムによって高圧・高温条件において、タンパク質等のキラルな分子・高分子の構造変化や反応を詳細に調査することができる。また他にも薬品等の滴下からの時間変化（ストップフロー測定）などにも応用できる。
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