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2011 年度 実績報告書

生体膜を用いた量子テレポーテーション過程の追跡

研究課題

研究課題/領域番号 22654051
研究機関名古屋大学

研究代表者

三野 広幸  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (70300902)

キーワードパルスESR / EPR / 量子テレポーテーション / 生体膜 / 光合成 / 電子移動
研究概要

本研究は、パルスESRの手法により光合成反応中心内の電子移動反応を用いて生体膜上での量子テレポーテーション実現することを第一の目的とする。これは電子スピンを用いた(1)子テレポーテーションを実現する点(2)量子テレポーテーションを生体膜間で適用する点(3)テレポーテーションの検出に電子スピン共鳴法を用いるという三点において新規のケースとなる。結果を発展させ、量子スピン系の実験室系としての光合成反応中心を位置付けるとともに、新世代の電子デバイスとしてのタンパク質活用への基礎を築くことを目的とする
量子テレポーテーションにおける測定系では、情報送信者D^-と量子からみあい状態A^+B,情報受信者B^-は観測の際に個別認識することが必要である。通常ESR法は単一の周波数で観測するが、異なる周波数のマイクロ波を照射してそれぞれを観測することが必要である。測定のために用いるパルスESR法パルスESR法では短時間のマイクロ波パルスを用いることによりそのフーリエ変換成分としそ周波数幅をもった励起が可能である。他方、ESR信号の線幅は一般に広くすべての信号範囲を励起することは困難である。このため5つの異なるマイクロ波周波数を発生させるソースを作成し、幅の広いESR信号に対応可能にする必要がある。本年度、多周波励起用マイクロ波制御システムを作成し論文にまとめ報告した(Journal of Mangnetic Resonance誌)。次年度このシステムを時間分解法に用いて実際の光合成系への適用を行なう

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

作成した測定システムは当初の計画で期待した以上であり、派生的に様々な手法が展開可能であり、EPR測定法の新たな展開の可能性を見出した。その一方、光合成系への適用は試行錯誤の段階である。それらを総合的に判断すれば順調な研究遂行状況といえる。

今後の研究の推進方策

(1)測定システムの更なる改良(2)測定試料の最適化
(1)については
(2)については様々な資料処理を試みる必要があり、試行錯誤をさらに繰り返す必要がある。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Nonselective excitation of pulsed ELDOR using multi-frequency microwaves2011

    • 著者名/発表者名
      Asada, Y.Mutoh, R.Ishiura, M., Mino H.
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance

      巻: 213 ページ: 200-205

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2011.09.034

    • 査読あり
  • [学会発表] 複数周波数マイクロ波発生装置を用いた電子電子二重共鳴法における非選択励起2011

    • 著者名/発表者名
      浅田侑希、武藤梨沙、石浦正寛、三野広幸
    • 学会等名
      電子スピンサイエンス学会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      20111116-18
  • [学会発表] The position of the Mn2+ binding site at the first dark state for photoactivation in Photosystem II manganese cluster2011

    • 著者名/発表者名
      Mizue Asada, Hiroyuki Mino
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      兵庫県立大学
    • 年月日
      20110916-20110918
  • [学会発表] Nonselective excitation of pulsed ELDOR using multi-frequency microwaves2011

    • 著者名/発表者名
      Asada, Y.Mutoh, R.Ishiura, M., Mino H.
    • 学会等名
      Rocky Mountain Conference
    • 発表場所
      Snowmass, Colorado, USA
    • 年月日
      20110724-20110728

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公開日: 2013-06-26  

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