空間捕捉された水和生体分子イオンの温度制御：熱力学とレーザー分光の融合

• 研究課題/領域番号: 23685005
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 迫田 憲治 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (80346767)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 30,160千円 (直接経費: 23,200千円、間接経費: 6,960千円); 2012年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2011年度: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円)
• キーワード: クラスター / 赤外分光 / 水和構造ゆらぎ / 生体分子イオン / イオントラップ / エレクトロスプレーイオン化

研究概要

孤立気相中に生成した分子クラスターを極低温から加熱し，この系に気相赤外分光法を適用することによって，分子クラスター内における水和構造ゆらぎに関する知見を得た．また，生体関連分子がもつフレキシブルな側鎖の折れ畳み構造と側鎖に結合した水分子が形成する水和構造が，お互いに相関をもちながら変化する様子を捉えることに成功した．今回観測された現象は，系のもつエネルギーではなく，エントロピー効果によって駆動されていることが明らかとなった．

研究成果

• [雑誌論文] Weak hydrogen bonding motifs of ethylamino neurotransmitter radical cations in a hydrophobic environment : infrared spectra of tryptamine^+-(N_2)_n clusters (n≤6) (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sakota, Markus Schutz, Matthias Schmies, Raphael Moritz, Aude Bouchet, Takamasa Ikeda, Yuuki Kouno, Hiroshi Sekiya and Otto Dopfer
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 16 号: 8 ページ: 3798-3806
  • DOI: 10.1039/c3cp54127d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infrared spectroscopy of hydrated N-(2-phenylethyl)acetamide clusters : The electron-redistribution within the solute weakens local hydrogen bond (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sakota, Satoshi Harada, Hiroshi Sekiya
  • 雑誌名: Chem. Phys 巻: 419 ページ: 138-144
  • DOI: 10.1016/j.chemphys.2013.01.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] IR spectroscopy of monohydrated tryptamine cation : Rearrangement of the intermolecular hydrogen bond induced by photoionization (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sakota, Yuuki Kouno, Satoshi Harada, Mitushiko Miyazaki, Masaaki Fujii, Hiroshi Sekiya
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 巻: 137 号: 22 ページ: 224311-224311
  • DOI: 10.1063/1.4769878
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoionization-induced water migration in the hydrated trans-formanilide cluster cation revealed by gas-phase spectroscopy and ab initio molecular dynamics simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Takamasa Ikeda, Kenji Sakota, Yukio Kawashima, Hiroshi Sekiya
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 116 号: 15 ページ: 3816-3823
  • DOI: 10.1021/jp301804w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoionization-Induced Water Migration in the Hydrated Trans-Formanilide Cluster Cation Revealed By Gas-Phase Spectroscopy and Ab Initio Molecular Dynamics Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, et al
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry A 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photon induced isomerization in the first excited state of the 7-azaindole-(H_2O)_3 cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: G.A.Pino, I.Alata, C.Dedonder, C.Jouvet, K.Sakota, H.Sekiya
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem.Phys. 巻: 13 号: 13 ページ: 6325-6331
  • DOI: 10.1039/c1cp00015b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entropy-driven rearrangement of the water network at the hydrated amide group of the trans-formanilide-water cluster in the gas phase (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Sakota, Y.Shimazaki, H.Sekiya
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem.Phys 巻: 13 号: 14 ページ: 6411-6415
  • DOI: 10.1039/c0cp02836c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoionization-induced water migration in the amide group of trans-acetanilide-(H_2O)_1 in the gas phase (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Sakota, S.Harada, Y.Shimazaki, H.Sekiya
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 巻: 115 号: 5 ページ: 626-630
  • DOI: 10.1021/jp111737y
  • 査読あり
• [学会発表] Ionization-induced fluctuation of hydration structures probed by IR spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sakota
  • 学会等名: 15th Asian Chemical Congress
  • 発表場所: Resorts World Sentosa, シンガポール
• [学会発表] Hydrogen-bond fluctuation in microsolvated biomolecule (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sakota
  • 学会等名: Japan-Korea Symposium for Molecular Science
  • 発表場所: 北野プラザ六甲荘
• [学会発表] "Rearrangement and fluctuation of hydrogen bond in gaseous cluster cations" Asian International Symposium (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sakota
  • 学会等名: Annual meeting of the International Symposium, Annual meeting of the Chemical Society of Japan
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] Ionization-induced fluctuation of hydration structures probed by IR spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: 迫田憲治
  • 学会等名: 15th Asian Chemical Congress
  • 発表場所: Resorts World Sentosa，シンガポール
  • 招待講演
• [学会発表] Hydrogen-bond fluctuation in microsolvated biomolecule (2013)
  • 著者名/発表者名: 迫田憲治
  • 学会等名: Japan-Korea Symposium for Molecular Science
  • 発表場所: 北野プラザ六甲荘，神戸
  • 招待講演
• [学会発表] 5-ヒドロキシインドール水和クラスターの孤立気相分光：水和構造ゆらぎの観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 迫田憲治，河野友輝，関谷博
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ．京都
• [学会発表] Rearrangement of hydrogen bond observed in hydrated molecular clusters (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sakota
  • 学会等名: 2012 Workshop on exploring the structures and dynamics of water at interfaces
  • 発表場所: Institute of atomic and molecular sciences, 台湾
• [学会発表] Fluctuation of hydrogen bond in the gas phase : Large amplitude floating of a water (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sakota
  • 学会等名: The 16th East Asian workshop on chemical dynamics
  • 発表場所: National Tsing Hua University,台湾
• [学会発表] ゆらぐ反応場の理解を目指して (2012)
  • 著者名/発表者名: 迫田憲冶
  • 学会等名: 次世代分子科学に向けた複合研究討論会
  • 発表場所: 分子科学研究所
• [学会発表] ピコ秒時間分解分光および赤外分光による7-アザインドール水和クラスターの励起状態多重プロトン移動に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 迫田憲冶
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Spectroscopic study on the rearrangement of the water network at the hydrated amide group in the gas phase (2011)
  • 著者名/発表者名: 迫田憲冶
  • 学会等名: The 14^<rd> Asian chemical congress
  • 発表場所: Bangkok, Thailand(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] Excited-state multiple-proton transfer on 7-azaindole clusters probed by frequency- and time-domain spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: 迫田憲冶
  • 学会等名: The 3^<rd> symposium on gas-phase reaction Dynamics and laser spectroscopy
  • 発表場所: Daejeon, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-19
• [学会発表] Rearrangement of hydrogen-bonded network observed at the hydrated amide group in the gas phase (2011)
  • 著者名/発表者名: 迫田憲冶
  • 学会等名: 15^<th> East Asia workshop on chemical dynamics
  • 発表場所: Pohang, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-17
• [学会発表] Spectroscopic study on the rearrangement of the water network at the hydrated amide group in the gas phase (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sakota
  • 学会等名: The 14th Asian chemical congress
  • 発表場所: Queen Sirikit National Convention Center, タイ
• [学会発表] Excited-state multiple-proton transfer on 7-azaindole clusters probed by frequency and time-domain spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sakota
  • 学会等名: The 3th symposium on gas-phase reaction dynamics and laser spectroscopy
  • 発表場所: Daejeon Convention Center, 韓国
• [学会発表] Rearrangement of hydrogen-bonded network observed at the hydrated amide group in the gas phase (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sakota
  • 学会等名: The 15th East Asian workshop on chemical dynamics
  • 発表場所: POSTECH, 韓国
• [備考]
  • URL: http://www.scc.kyushu-u.ac.jp/Kouzou/str3j.html
• [備考]
  • URL: http://www.scc.kyushu-u.ac.jp/Kouzou/str3j.html