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2018 年度 実績報告書

キラリティーが支配する両親媒性分子の自己組織化過程の光第二高調波顕微像観察

研究課題

研究課題/領域番号 16K17786
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

宮内 良広  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (70467124)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードLangmuir-Blodgett膜 / 光第二高調波発生 / 双極子-双極子相互作用 / 会合体形成
研究実績の概要

本研究では、リン脂質のキラルドメイン生成過程の解明を目標として、気液界面における脂質分子のSHG分光法、SHG顕微法による観測を試みてきた。計画当初は脂質分子に色素分子(DiO)を配合し、色素分子の配向変化を通して脂質分子のドメイン形成過程を調べるという方針で研究を進めてきた。しかし、DiOはリン脂質と同様にアルキル鎖が2本で構成される疎水部を持ち、またその単分子成膜過程においてLiquid expand (LE)-Liquid condensed(LC)相間の相転移も起きるということが分かった。それ故、この色素分子の成膜過程自体を理解することがリン脂質のそれを知る上でも重要な知見となると考えられたため、その詳細な観測を行うことにした。H29年度に水温を20℃に保ちSHG法を用いてDiOの成膜過程に伴う分子配向角変化を調べたところ、LC相で5°程色素分子の配向が立ち上がることが分かり、また可視吸収分光によってこの配向変化に伴いH会合体が形成されることが分かった。H30年度は水温を5℃に下げ、熱的により安定な状態でその成膜過程の詳細を調べた。その結果、20℃ではLC相を圧縮した後すぐに崩壊していた膜が、5℃だとLC相の後に固相となることが分かった。さらにSHG法でその配向変化を調べたところ、LC相の初期過程で5°程配向角の減少が観測され、その後半の過程において一次的に配向角変化が止まり、固相となると再び配向角減少が起きることが分かった。この結果は少なくともLC相の後半に固相とは異なる準安定な膜構造が形成していることを示唆している。この様な準安定-安定な膜、ドメインの構造変化がリン脂質の膜形成過程においても起きるのであれば、それが分子のキラリティを反映したドメインの成長にも関与している可能性があると考えられる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Observation by optical second harmonic generation of the mean tilt angle of cyanine dyes during compression with a phase transition in a Langmuir-Blodgett trough2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Miyauchi, R. Yukutake, K. Tsuchida, Y. Umemura, A. Tsukamoto, T. Suzuki
    • 雑誌名

      Chemical Physics

      巻: 517 ページ: 85-90

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2018.09.028

    • 査読あり
  • [学会発表] Langmuir-Blodgett膜成膜過程におけるシアニン色素単分子膜の分子配向変化の光第二高調波発生法による観測2018

    • 著者名/発表者名
      宮内良広、行武里沙、土田魁皇、梅村泰史、塚本哲、鈴木隆則
    • 学会等名
      2018年日本物理学会秋期大会
  • [学会発表] The molecular orientation of a Langmuir-Blodgett monolayer during the compression process obtained by optical second harmonic generation2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Miyauchi, Risa Yukutake, Kaiou Tsuchida, Yasushi Umemura, Akira Tsukamoto, and Takanori Suzuki
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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