２重変調方式による全偏光対応型キラリティ分光計開発

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05062
• 研究機関: 大分大学
• 研究代表者: 原田 拓典 大分大学, 理工学部, 准教授 (80581339)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 偏光変調 / 円偏光蛍光 / キラリティ

研究実績の概要

近年、円偏光蛍光（CPL）材料開発は注目を集めている研究領域の１つである。その理由はCPLが、３次元表記装置の円偏光光源、記憶・セキュリティ材料、バイオセンサなどの高度な光情報ツールとして認識され、CPL光学特性を巧みに利用したキラル発光材料は、新たな光情報機能分子として期待が寄せられているからである。しかしこれら材料の特性を調べるCPL計測は、光学等方的な試料に限定されており、光学異方性試料は計測装置の非理想性とのカップリング効果由来のアーティファクトの影響で、正しいCPLシグナルが得られず、CPL研究は停滞していた。近年注目を集めているCPL材料の新機能創製の機運が高まりつつある昨今、正しい円偏光蛍光シグナルを得る解析法の考案は急務であり、その重要性は明らかである。
そこで本課題では、偏光変調分光計の性能評価やシグナル解析に威力を発揮するミューラー行列解析を用い二重変調(DPM)方式に基づく偏光解析不要キラリティ分光計を構築することを目的とした。DPM方式は光学軸が互いに同じ２つの光弾性変調素子のシグナル変調と復調を巧みに操作し、求めるキラリティシグナルのみを選択的に抽出することが可能となる。また先に考案した同一光学系における基底(CD）と励起(CPL)状態の両方のキラリティ計測可能な全偏光対応型キラリティ装置の基礎原理を用いており、試料形態を選ばず偏光解析が不要な新概念に基づくキラリティ測定法は独創性と新規性を併せ持つ。最終年度は、理論解析に基づき構築した開発機と既存分光計との性能比較を行い、同等の性能が得られることを確認し、ベースラインの平滑化は、二つの光弾性変調素子の周波数の同期が重要なカギを握ることが明らかとなった。DPM方式は複雑な偏光解析法を用いることなく真のCPLシグナルを得ることができることをRev. Sci. Instrum., (2020)に報告した。

研究成果

• [雑誌論文] Dinuclear Triple-Stranded Helicates Comprising Al(III), Ga(III), or In(III) and a Hydrazine-Linked Bisiminopyrrolyl Ligand: Synthesis, Structure, Optical Resolution, and Chiroptical Properties (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishihama Kohei、Ono Toshikazu、Okawara Toru、Harada Takunori、Furusho Kiyonao、Hasegawa Masashi、Nojima Yuki、Koide Taro、Abe Masaaki、Hisaeda Yoshio
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: 94 ページ: 573～578
  • DOI: 10.1246/bcsj.20200327
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Finding and characterizing a catalytic antibody light chain, H34, capable of degrading the PD-1 molecule (2021)
  • 著者名/発表者名: Hifumi Emi、Taguchi Hiroaki、Nonaka Tamami、Harada Takunori、Uda Taizo
  • 雑誌名: RSC Chemical Biology 巻: 2 ページ: 220～229
  • DOI: 10.1039/d0cb00155d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microencapsulation of drug with enteric polymer Eudragit L100 for controlled release using the particles from gas saturated solutions (PGSS) process (2021)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga Shinichi、Ono Kento、Ito Shota、Sharmin Tanjina、Kato Takafumi、Irie Keiichi、Mishima Kenichi、Satho Tomomitsu、Harada Takunori、Aida Taku Michael、Mishima Kenji
  • 雑誌名: The Journal of Supercritical Fluids 巻: 167 ページ: 105044～105044
  • DOI: 10.1016/j.supflu.2020.105044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blue circularly polarized luminescent amorphous molecules with single-handed propeller chirality induced by circularly polarized light irradiation (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhang Zhaoming、Harada Takunori、Pietropaolo Adriana、Wang Yuting、Wang Yue、Hu Xiao、He Xuehan、Chen Hui、Song Zhiyi、Bando Masayoshi、Nakano Tamaki
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 57 ページ: 1794～1797
  • DOI: 10.1039/D0CC07898K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiroptical spectrophotometer and analytical method for optically anisotropic samples (2020)
  • 著者名/発表者名: Harada Takunori、Manabe Kazusa
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 91 ページ: 125108～125108
  • DOI: 10.1063/5.0029948
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dinuclear Triple‐Stranded Helicates Composed of Tetradentate Ligands with Aluminum(III) Chromophores: Optical Resolution and Multi‐color Circularly Polarized Luminescence Properties (2020)
  • 著者名/発表者名: Ono Toshikazu、Ishihama Kohei、Taema Ai、Harada Takunori、Furusho Kiyonao、Hasegawa Masashi、Nojima Yuki、Abe Masaaki、Hisaeda Yoshio
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 60 ページ: 2614～2618
  • DOI: 10.1002/anie.202011450
  • 査読あり
• [学会発表] 非侵襲アミロイド線維分解カスケードの高効率化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石橋康平・月田響・北島 浩将・西口宏泰・一二三恵美・平尾翔太郎・高橋徹・大賀恭・原田拓典
  • 学会等名: 2021日本化学会年会
• [学会発表] フォトクロミックナフタセンキノンの光反応生成物のスペクトル特性と光応答性ポリマー材料 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川副有紀子、嶋田郁美、杉浦希、宮下彩、原田拓典、守山雅也
  • 学会等名: 2020年web光化学討論会
• [学会発表] 局在表面プラズモン共鳴を用いたフォトンアップコンバージョンナノ粒子の発光効率向上 (2020)
  • 著者名/発表者名: 稲永孝大・高橋徹・平尾翔太郎・原田拓典・大賀恭・井上高教・一二三恵美・西口宏泰
  • 学会等名: 日本化学会中国四国支部大会島根大会
• [備考] 世界初！アルミニウムを含む三重らせん型色素からの円偏光発光を実現
  • URL: https://www.oita-u.ac.jp/tokuho/20201102_00001.html