| 研究課題/領域番号 |
15H03581
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
沖野 友哉 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 研究員 (40431895)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | アト秒 / 電荷移動 / フーリエ分光 |
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| 研究実績の概要 |
生体分子における分子内の電荷移動反応を、アト秒パルスを用いて実時間追跡するためには、生体分子を真空中に導入する必要がある。生体分子は蒸気圧が低く、熱分解しやすいため、アト秒パルスを用いたポンプ・プローブ計測に適応可能な、フラグメント化を回避可能な高密度の中性生体分子発生装置を製作する必要がある。また、アト秒パルスを照射することによって生成するあらゆるフラグメントイオン種の運動量画像を同時に計測することが可能な運動量画像計測装置の開発が不可欠である。
本年度は高密度中性生体分子発生装置の製作とそれを組み込むことが可能なフラグメント分解速度投影型運動量画像計測装置の開発および製作を行った。中性生体分子発生装置は、レーザー誘起音響脱離法に基づく装置であり、タンタル薄膜上にアミノ酸分子を塗布したものを物理吸着させたものを真空対応の回転ステージに設置し、可動とすることにより、レーザー誘起音響脱離を誘起するレーザー光が薄膜の同じ場所を照射することが無いように変化させることを可能とした。検出器としては、残留ガス分析装置を組み込みコンパクトな試験装置を製作した。光源としては、Nd:YAGレーザーの二倍波を用意し、数 mJ/pulseの出力を薄膜上に 1 mm程度のスポット径で照射することによりアミノ酸分子の脱離を誘起した。現時点では、サンプル量の調整が不十分であり、十分な量のアミノ酸中性分子を生成するに至っていない。
また、並行して中性生体分子発生装置を組み込むことが可能な速度投影型運動量画像計測装置の設計および製作を行った。金属薄膜そのものをリペラー電極として用いる配置とし、金属薄膜を超高真空対応中空XYステージ上に設置することによって、走査可能とした。さらに、全てのフラグメントイオン種の運動量画像を同時に観測可能とするフラグメント運動量画像法の開発に着手した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の予定では、2色アト秒パルスの発生およびキャラクタリゼーションを行う予定であったが、本年度は、中性生体試料の導入装置の開発に専念した。具体的には、高密度中性生体試料の導入装置を組み込める形の運動量画像計測装置を製作するとともに、平成28年度以降に予定していたフラグメント分解運動量画像計測装置の開発を前倒しで行った。脱離生体分子量の最適化は年度内に完了できなかったが、試料作成条件の調整により、平成28年度内に高密度中性生体試料の導入装置を完成させる。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成27年度に製作を行った高密度生体分子導入装置の性能評価を行うとともに、フラグメント分解運動量画像法の原理実証を行う。具体的には、アミノ酸分子の金属薄膜表面への準備条件を調整し、脱離分子数の最適化を行う。フラグメント分解運動量画像法については、二酸化炭素分子を用いて、３種類（C+, O+, CO+）のフラグメントイオン種の運動量画像が同時に観測できることを実証する。
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