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全内部反射ラマン・振動SFG分光システムの構築と固液界面への応用

公募研究

研究領域理論と実験の協奏による柔らかな分子系の機能の科学
研究課題/領域番号 26104504
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関筑波大学

研究代表者

石橋 孝章  筑波大学, 数理物質系, 教授 (70232337)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードラマン分光 / 振動和周波分光 / 表面・界面
研究実績の概要

(1) 電子非共鳴条件下で気体-水溶液界面におけるタンパク質のヘテロダイン検出VSFGスペクトルの測定を行った。測定したタンパクはBSA、ペプシン、コンカナバリンである。測定された信号の位相を検討した結果、キラルVSFG信号は水溶液バルク層からではなく界面層から発生していることがわかった。興味深いことに、バルク中にはβシート構造を含んでいないBSA水溶液の界面からも、βシート構造のマーカーバンドと考えられているアミドIバンドのキラルVSFGが観測された。
(2) ヘテロダイン検出全内部反射VSFG分光装置の構築:全内部反射配置でのプローブレーザーの照射は、CaF2製の半円柱プリズムを利用して実現した。また、プリズムの底面の一部に蒸着した金薄膜からSFG信号を位相の基準として利用している。装置の評価のためにLB法でプリズム底面に作製したDPPC脂質膜を空気中で測定した。得られたスペクトルのSN比は良好であるが、位相の再現性に問題が残っている。
(3) 固体液体界面の測定のための全内部反射ラマン分光装置の構築:昨年度構築した全内部反射ラマン分光装置を用いて、界面活性剤(DTAB)水溶液とシリカ界面についてスペクトルの濃度依存性を検討した。CH伸縮振動バンドの強度は、水溶液の濃度に線形には依存せず、濃度を減少させても漸近的にある強度が残留する傾向が観測された。また、高濃度領域と低濃度領域で、スペクトル形が異なっていた。0.02 mM以下の濃度で得られたスペクトルは、バルク中の界面活性剤ではなく、シリカ界面に吸着した分子状あるいはミセル状の界面活性剤によるものであると考えられる。以上の測定結果は、構築した装置が界面のスペクトルを得るために必要な感度を有していることを示唆している。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sensitive and Quantitative Probe of Molecular Chirality with Heterodyne-detected Doubly Resonant SFG spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      M. Okuno and T. Ishibashi
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 87 号: 19 ページ: 10103-10108

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.5b02787

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intensity Enhancement of Vibrational Sum Frequency Generation by Gap-mode Plasmon Resonance2015

    • 著者名/発表者名
      M. Okuno, T. Tokimoto, M. Eguchi, H. Kano, T. Ishibashi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 639 ページ: 83-87

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2015.08.067

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Salt-induced water orientation at a surface of non-ionic surfactant in relation to a mechanism of Hofmeister effect2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hishida, Y. Kaneko, M. Okuno, Y. Yamamura, T. Ishibashi and K. Saito
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 142 号: 17 ページ: 171101-171101

    • DOI

      10.1063/1.4919664

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterodyne-detected Achiral and Chiral Vibrational Sum Frequency Generation of Proteins at Air/Water Interface2015

    • 著者名/発表者名
      Masanari Okuno and Taka-aki Ishibashi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 印刷中 号: 18 ページ: 9947-9954

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b01937

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Salt-induced water orientation at a surface of non-ionic surfactant in relation to a mechanism of Hofmeister effect2015

    • 著者名/発表者名
      Mafumi Hishida, Yohei Kaneko, Masanari Okuno, Yasuhisa Yamamura, Taka-aki Ishibashi, and Kazuya Saito
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chirality Discriminated by Heterodyne-detected Vibrational Sum Frequency Generation2014

    • 著者名/発表者名
      Masanari Okuno and Taka-aki Ishibashi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 5 号: 16 ページ: 2874-2878

    • DOI

      10.1021/jz501158r

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Heterodyne-detected chiral VSFG of bulk liquids and liquid interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Taka-aki Ishibashi and Masanari Okuno.
    • 学会等名
      The Pacifichem 2015 meeting
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Time-resolved infrared studies of cyclopentane-1,3-diyl diradicals2015

    • 著者名/発表者名
      Taka-aki Ishibashi
    • 学会等名
      The Pacifichem 2015 meeting
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Heterodyne-detected chiral vibrational SFG spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Taka-aki Ishibashi and Masanari Okuno
    • 学会等名
      The fifth Asian Spectroscopy Conference
    • 発表場所
      Sydney (Australia)
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 振動和周波発生分光法によるPNiPAm薄膜のイソプロピル基の配向解析2015

    • 著者名/発表者名
      深谷和玄・奥野将成・力山和晃・勝本之晶・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シアノ基とカルボニル基をもつシクロペンタン-1,3-ジイル型ジラジカルの時間分解赤外分光2015

    • 著者名/発表者名
      窪木俊介・吉富翔平・安倍学・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ビナフチル系の振動電子二重共鳴キラルSFG分光:電子共鳴効果の研究2015

    • 著者名/発表者名
      奥野将成・石川大輔・中西和嘉・有賀克彦・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロダイン検出振動SFG分光法によるリン脂質DPPCのL膜および LB単分子膜の分子構造の研究2015

    • 著者名/発表者名
      竹下尚樹・奥野将成・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シアノ基とカルボニル基をもつ三重項シクロペンタン-1,3-ジイル型ジラジカルの時間分解赤外スペクトル2015

    • 著者名/発表者名
      窪木俊介・吉富翔平・安倍学・石橋孝章
    • 学会等名
      平成27年度日本分光学会年次講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロダイン検出キラル振動和周波発生分光法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      奥野将成・石橋孝章
    • 学会等名
      平成27年度日本分光学会年次講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロダイン検出振動和周波発生分光を用いたPNiPAm薄膜の配向解析2015

    • 著者名/発表者名
      深谷和玄・奥野将成・力山和晃・勝本之晶・石橋孝章
    • 学会等名
      平成27年度日本分光学会年次講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リン脂質 DPPC の L 膜および LB 膜のヘテロダイン検出振動SFG分光2015

    • 著者名/発表者名
      竹下尚樹, 奥野将成, 石橋孝章
    • 学会等名
      平成27年度日本分光学会年次講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 色素修飾された金属ナノ粒子の光学特性2014

    • 著者名/発表者名
      江口 美陽・石橋 孝章
    • 学会等名
      2014年光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学,札幌
    • 年月日
      2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シリカ基板上色素単分子膜―水溶液界面の振動電子二重共鳴和周波発生2014

    • 著者名/発表者名
      立野雄也・奥野将成・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学,東広島
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 立体規則性の異なるPNiPAm薄膜のヘテロダイン検出振動和周波発生分光2014

    • 著者名/発表者名
      深谷和玄・奥野将成・勝本之晶・力山和晃・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学,東広島
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロダイン検出キラル振動和周波発生分光法2014

    • 著者名/発表者名
      奥野将成・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学,東広島
    • 年月日
      2014-09-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロダイン検出振動和周波発生による分子キラリティー決定2014

    • 著者名/発表者名
      奥野将成・石橋孝章
    • 学会等名
      第6回SFG研究会
    • 発表場所
      筑波大学,つくば
    • 年月日
      2014-08-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ギャップモードプラズモン共鳴による振動和周波光増強の検討2014

    • 著者名/発表者名
      奥野将成・時本泰地・江口美陽・石橋孝章
    • 学会等名
      平成26年度日本分光学会年次講演会
    • 発表場所
      理化学研究所,和光
    • 年月日
      2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 研究テーマ 振動SFG分光

    • URL

      http://www.chem.tsukuba.ac.jp/ishibashi/researches.html#VSFG

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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