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2020 年度 実施状況報告書

不均一反応場における量子ビーム誘起反応の機構解明と新機能発現

研究課題

研究課題/領域番号 18K11921
研究機関大阪大学

研究代表者

藤乗 幸子  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (50197844)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードパルスラジオリシス / 過渡吸収 / 過渡ラマン / 活性中間体 / 量子ビーム誘起反応 / 電子線
研究実績の概要

昨年度改良した電子線パルスラジオリス時間分過渡吸収測定システム紫外~可視領域において、光学系および測定系の高効率集光・高感度化により1000 nmの近赤外領域まで測定がカバーできるようになった。マルチチャンネルによる測定が困難だった900-1000 nmの領域においても測定が可能となった。近赤外光領域での過渡吸収スペクトルのシングルショット測定システムが構築できた。電子線の影響を受け易い不均一系生体関連の電子線パルスラジオリシス近赤外領域シングルショット測定を試みている。電子線パルスラジオリシスでは測定波長領域ごとにフィルターを交換するために重量扉の開閉が必須である。2020年度紫外から近赤外領域における測定を1検出器で行うために重量扉を開閉しない遠隔操作によるフィルター切り替え器を新規に設置した。電子線によるフィルター切り替え器へのノイズキャンセルを試みている。電子線のナノ粒子分散試料への測定試料の拡充を引き続き進めている。金属酸化物ナノ粒子およびその懸濁液の作製、評価を進めている。パルスラジオリシス拡散反射過渡吸収分光の光学系の構築を進めている。分析光として使用しているキセノンランプの修理を行い、分析光のパルス波形の安定化が得られた。
パルスラジオリシス過渡ラマンで得られた結果の帰属のために購入した計算機用PCでGaussian計算による量子ビーム誘起活性種の最適化構造の決定、吸収スペクトル、振動モードの帰属を進めている。電子線パルスラジオリス時間分過渡吸収測定システムにおいて、検出波長領域を赤外光領域に拡張するための光学および測定システムの新規作成を行った。現在モデル化合物を用いて測定の最適化を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

特注ファイバーの納品が令和1年度に遅れたことにより、それに関連する消耗品の購入も令和元年度後半になり遅れが生じた。納品後令和2年度に拡散反射の光学系構築を進める計画をしていたが、コロナ感染拡大の影響でパルスラジオリシスのマシンタイム回数の減少により、システム構築に遅れが生じている。

今後の研究の推進方策

令和2年度構築予定であったパルスラジオリシス拡散反射分光の立ち上げ、動作確認を速やかに行う。拡散反射での測定波長領域を紫外~近赤外領域まで拡大する。光学系構築後に作製した金属酸化物ナノ粒子の懸濁液、ゾルゲル、高分子材料、生体模擬材料に基質について不均一反応場における量子ビーム誘起反応初期過程の評価に加え、基質による量子ビーム誘起反応活性中間体の評価を進める。金属酸化物ナノ粒子における電子線パルスラジオリシスにより注入した電子の過渡吸収を近赤外光領域での測定により測定を行う。電子線パルスラジオリシス時間分解ラマン分光による不均一反応場量子ビーム誘起活性中間体の振動構造から不均一反応場が活性種に及ぼす影響を分子振動レベルで明らかにする。電子線パルスラジオリシス時間分解赤外光吸収測定での過渡吸収測定を併せて行い、ラマン不活性振動部位における振動構造の解明を進める。

次年度使用額が生じた理由

特注ファイバーの納品が令和1年度になり、それに関連する消耗品の購入が遅れ、令和2年度に購入予定であったが、コロナ感染拡大の影響でパルスラジオリシスのマシンタイム回数が減少し、システムの構築が遅れ、関連物品購入時期に影響が生じた為。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件)

  • [雑誌論文] Electronic and Structural Properties of 2,3‐Naphthalimide in Open‐Shell Configurations Investigated by Pulse Radiolytic and Theoretical Approaches2021

    • 著者名/発表者名
      Bo Zhuang Sachiko Tojo and Mamoru Fujitsuka
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 6 ページ: 3331, 3338

    • DOI

      10.1002/slct.202100417

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamics of Single‐Stranded RNA Looping Probed and Photoregulated by Sulfonated Pyrene2020

    • 著者名/発表者名
      J. Xu, S. Tojo, M. Fujitsuka and K. Kawai
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 5 ページ: 8002, 8008

    • DOI

      10.1002/slct.202002231

    • 査読あり / 国際共著

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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