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2015 年度 実績報告書

海洋性光合成色素クロロフィルcの生体及び色素増感太陽電池における光励起状態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23684020
研究機関大阪市立大学

研究代表者

藤井 律子  大阪市立大学, 複合先端研究機構, 准教授 (80351740)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード光物性 / 生体分子 / 光合成 / クロロフィル / 太陽電池
研究実績の概要

クロロフィル(Chl) cは、海洋性光合成生物において光合成アンテナタンパク質(FCP)などに結合して、太陽光エネルギーを吸収して反応サイトである光反応中心へ励起エネルギーを伝達する「集光作用」を担う天然ポルフィリン色素である。これは、ポルフィリンのπ電子共役系にカルボン酸がつながるアクリレート基を持つという構造上の特徴がある。このカルボン酸で、色素増感太陽電池の酸化チタンと結合し、電子注入を行うと約5%の高い光電変換効率を示す。本研究では、これらの光応答の鍵となるChl cの光励起状態を解明する事を目的とした。まず、有機酸である構造と微量成分である事より、天然から抽出・精製する事が困難であったChl cを、高速向流クロマトグラフィー(HSCCC)により純度良く単離・濃縮することに成功した。次に、この試料を用いて、溶媒のpHを変化させた場合に、酸解離の影響が光応答にも影響を与え、特に蛍光の量子収率にpH依存的な性質がある事を発見した。この情報を元に、塩基性条件でフェムト秒時間分解吸収スペクトルを測定する事に成功した。塩基性条件ではChl c分子の13-2位の光学活性が失われ、ラセミ体になる事が知られている。今後これらの情報を元に、この時間分解吸収スペクトルを解析する事により、クロロフィルcの励起状態のダイナミクスの一端を解明する。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Observation of Hybrid Artificial Photosynthetic Membranes Using Peripheral and Core Antennae from Two Different Species of Photosynthetic Bacteria by AFM and Fluorescence Micro-Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Chiasa Uragami, Yuko Sugai, Kohei Hanjo, Ayumi Sumino, Ritsuko Fujii, Takanori Nishioka, Isamu Kinoshita, Takehisa Dewa, Mamoru Nango, Alastair T. Gardiner, Richard J. Cogdell, Hideki Hashimoto
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry

      巻: 313 ページ: 60-71

    • DOI

      doi:10.1016/j.jphotochem.2015.06.009

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of Fucoxanthin Aggregates in Mesopores of Silica Gel: Electronic Absorption and Circular Dichroism Spectroscopies2015

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kita, Ritsuko Fujii, Richard J. Cogdell, Hideki Hashimoto
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry

      巻: 313 ページ: 3-8

    • DOI

      doi:10.1016/j.jphotochem.2015.05.009

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoprotection vs. Photoinhibition of Photosystem II in Transplastomic Lettuce (Lactuca sativa) Dominantly Accumulating Astaxanthin2015

    • 著者名/発表者名
      Ritsuko Fujii, Nami Yamano, Hideki Hashimoto, Norihiko Misawa, and Kentaro Ifuku
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: - ページ: -

    • DOI

      doi:10.1093/pcp/pcv187

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 珪藻Chaetoceros calcitrans のクロロフィル-a の構造と機能2016

    • 著者名/発表者名
      溝口 正,伊佐治 恵,原田 二朗,山野 奈美,藤井 律子,民秋 均,
    • 学会等名
      第57回植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス(盛岡)
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] タキサンチン生産レタスにおける光化学系II の光阻害と光保護2016

    • 著者名/発表者名
      藤井 律子,山野 奈美,橋本 秀樹,三沢 典彦,伊福 健太郎
    • 学会等名
      第57回植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス(盛岡)
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] カルボニルカロテノイドが結合したLHCII の構造と機能2016

    • 著者名/発表者名
      山野 奈美,伊福 健太郎,橋本 秀樹,三沢 典彦,藤井 律子
    • 学会等名
      第57回植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス(盛岡)
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] 緑藻Codium fragileの培養時光条件による色素の特異的蓄積2016

    • 著者名/発表者名
      藤原 健太郎, 大滝 宏代, 藤井 律子
    • 学会等名
      日本藻類学会第40回大会
    • 発表場所
      日本歯科大学生命歯学部(東京)
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] Structure and Function of the Carbonyl-Carotenoid Binding Light-Harvesting Complex II2016

    • 著者名/発表者名
      Nami Yamano, Kentaro Ifuku, Hideki Hashimoto, Norihiko Misawa, Ritsuko Fujii
    • 学会等名
      7th OCARINA International Symposium
    • 発表場所
      Media Center, Osaka City University, (Osaka, Japan)
    • 年月日
      2016-03-17 – 2016-03-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Accumulation of All-trans Neoxanthin with Irradiation Strength during Culture in Filamentous Form of Codium fragile2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Fujiwara, Hiroyo Otaki, Ritsuko Fujii
    • 学会等名
      7th OCARINA International Symposium
    • 発表場所
      Media Center, Osaka City University, (Osaka, Japan)
    • 年月日
      2016-03-17 – 2016-03-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 深所型緑藻ミルの培養時光照度による色素組成変化2015

    • 著者名/発表者名
      藤原健太郎、河合典子、大滝宏代、藤井律子
    • 学会等名
      第29回カロテノイド研究談話会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京)
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-05
  • [学会発表] アスタキサンチン生産レタスにおける光合成タンパク結合カロテノイド~その3~2015

    • 著者名/発表者名
      山野奈美、伊福健太郎、三沢典彦、橋本秀樹、藤井律子
    • 学会等名
      第29回カロテノイド研究談話会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京)
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-05
  • [備考] 大阪市立大学 複合先端研究機構(OCARINA) 藤井グループ HP

    • URL

      http://www.ocarina.osaka-cu.ac.jp/site/fujii/

  • [備考] 大阪市立大学 複合先端研究機構 研究 研究紹介

    • URL

      http://www.ocarina.osaka-cu.ac.jp/research_j.html#introduction

  • [備考] 公立大学法人 大阪市立大学 人工光合成研究センター センター活動 研究紹介

    • URL

      http://www.recap.osaka-cu.ac.jp/activity/index.html#fujii

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公開日: 2017-01-06  

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