1997 年度実績報告書

生体および人工分子配列システムにおける連鎖型光化学過程

研究課題

研究課題/領域番号	09304056
研究種目	基盤研究(A)
研究機関	北海道大学
研究代表者	山崎巌北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80002111)
研究分担者	三室守山口大学, 理学部, 教授 (40142004) 大須賀篤弘京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80127886) 秋本誠志北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40250477) 西村賢宣北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60218211) 太田信廣北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70113529)
キーワード	分子配列システム / 電子移動 / 励起エネルギー移動 / フェムト秒時間分解蛍光 / 光合成反応中心 / LB膜
研究概要	種々の機能分子が接近して反応経路に沿って並べられた分子配列システムでは、反応に関与する分子が接近しているために分子間に比較的強い相互作用が生まれ、励起エネルギー移動や電子移動反応が超高速で連鎖的に起こる。本研究の目的は、光合成反応系および合成組織化分子とそのLB多層膜を用いて、分子配列系で起こる量子化連鎖反応について系統的に実験を進め、非平衡励起移動・電子移動について解明し、新しい物理化学を展開することが目的である。 (1)フェムト秒時間分解蛍光分光法-蛍光アップコンバージョン装置の製作分子連鎖の各分子から発する蛍光の変化をフェムト秒時間スケールで測定するために蛍光アップコンバージョン法による装置を完成させた。この装置はチタンサファイアレーザー(設備備品として購入)から成る。 (2)人工励起エネルギー移動系 LB多層膜を用いて、光励起されたドナー分子N1の励起が次々とアクセプター分子N2,N3・・を移動する6〜7層系の積層機造を作成し、室温と10K(設備備品として購入した極低温クライオスタットを使用)におけるピコ秒時間分解蛍光の挙動を比較し、分子の熱揺らぎの効果を明かにした。 (3)人工電子移動系ポルフィリン(D)とピロメリットイミド(A)を連結した2元系分子およびポルフィリン2量体を含む3元系を合成し、これらの連鎖型電子伝達を蛍光アップコンバージョン法によって調べ、200-400フェムト秒の超高速電子移動が観測された。 (4)生体励起移動・電子移動系緑色光合成細菌の光合成反応中心およびアンテナ色素蛋白をそれぞれの生体系から単離し分子量が異なるいくつかのレベルの蛋白について、蛍光アップコンバージョン法により時間分解蛍光を測定し、連鎖型励起移動と電子移動についてその動力学特性について明かにした。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] I.Yamazaki, S.Akimoto N.Ohta: "Non-equilibrium excitation energy transfer in sequential stacking molecular systems" J.Luminescence. 72/74. 71-74 (1997)
[文献書誌] N.Ohta, T.Nomura I.Yamazaki: "External electrifield effect on photoinduced interlayer electron transfer in LB films" J.Photochem.Photobiol. 106. 37-43 (1997)
[文献書誌] M.Mimuro, S.Akimoto, I.Yamazaki: "Effect of molecular structures and solvents on the excited state dynamics of the S2 state of carotenoids" J.Am.Chem.Soc.119. 1452-1453 (1997)
[文献書誌] N.Ohta, M.Koizumi, Y.Nishimura, I.Yamazaki: "External electric field effects on fluorescence in an electron donor and acceptor system" J.Phys.Chem.100. 16466-16471 (1997)
[文献書誌] 山崎巌, 大須賀篤弘, 三室守, 太田信廣: "分子系超構造における光量子ダイナミクス-光合成系から分子コンピューターへ" 表面. 35. 418-424 (1997)
[文献書誌] 三室守, 山崎巌: "光エネルギーを運ぶ分子配列によるハイウエーの設計" 化学と工業. 50. 713-716 (1997)
[文献書誌] 山崎巌: "光コンピューティングの事典" 朝倉書店, 534 (1997)

1997 年度 実績報告書

生体および人工分子配列システムにおける連鎖型光化学過程

研究代表者

山崎 巌 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80002111)

研究成果

[文献書誌] I.Yamazaki, S.Akimoto N.Ohta: "Non-equilibrium excitation energy transfer in sequential stacking molecular systems" J.Luminescence. 72/74. 71-74 (1997)

[文献書誌] N.Ohta, T.Nomura I.Yamazaki: "External electrifield effect on photoinduced interlayer electron transfer in LB films" J.Photochem.Photobiol. 106. 37-43 (1997)

[文献書誌] M.Mimuro, S.Akimoto, I.Yamazaki: "Effect of molecular structures and solvents on the excited state dynamics of the S2 state of carotenoids" J.Am.Chem.Soc.119. 1452-1453 (1997)

[文献書誌] N.Ohta, M.Koizumi, Y.Nishimura, I.Yamazaki: "External electric field effects on fluorescence in an electron donor and acceptor system" J.Phys.Chem.100. 16466-16471 (1997)

[文献書誌] 山崎 巌, 大須賀篤弘, 三室 守, 太田信廣: "分子系超構造における光量子ダイナミクス-光合成系から分子コンピューターへ" 表面. 35. 418-424 (1997)

[文献書誌] 三室 守, 山崎 巌: "光エネルギーを運ぶ分子配列によるハイウエーの設計" 化学と工業. 50. 713-716 (1997)

[文献書誌] 山崎 巌: "光コンピューティングの事典" 朝倉書店, 534 (1997)

1997 年度実績報告書

山崎巌北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80002111)

[文献書誌] 山崎巌, 大須賀篤弘, 三室守, 太田信廣: "分子系超構造における光量子ダイナミクス-光合成系から分子コンピューターへ" 表面. 35. 418-424 (1997)

[文献書誌] 三室守, 山崎巌: "光エネルギーを運ぶ分子配列によるハイウエーの設計" 化学と工業. 50. 713-716 (1997)

[文献書誌] 山崎巌: "光コンピューティングの事典" 朝倉書店, 534 (1997)