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2017 年度 実績報告書

テラヘルツ・ラマン円偏光二色性分光による高分子キラル高次構造の解明と対掌性の操作

研究課題

研究課題/領域番号 26246037
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

保科 宏道  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 上級研究員 (10419004)

研究分担者 山本 茂樹  大阪大学, 理学研究科, 助教 (60552784)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワードテラヘルツ分光 / 低周波数ラマン分光 / 円偏光二色性 / ラマン光学活性 / 高分子
研究実績の概要

昨年度に引き続きVLF-ROA装置の開発とスペクトルの測定を試みた.VLF-ROA装置においては,2枚の極低波数用ノッチフィルターを用いていたが,装置由来の偽信号が強く発生したために,ROA信号を測定することが出来なかった。本年度は,これらノッチフィルターをエッジフィルターに置き換えることを試みた。その結果,~60 cm-1まで測定可能なVLF-ROA装置が完成した。これまでのROA装置の測定下限は~180 cm-1であったが,我々のVLF-ROA装置によって120 cm-1も測定範囲を広げることができた。モデル不斉分子として,2-フェニルプロピオン酸のROA測定を行ったところ,これまで測定不可能であった180 cm-1以下に,高波数側ピークの2-3倍の強度を示すROA信号が観測された。量子計算との比較から,その一つは酸の水素結合を直接反映する振動ピークであることが分かった。さらに,キラル高分子の典型例として,αヘリックス構造をとるポリ-L-アラニン溶液の測定を行ったところ,やはり180 cm-1以下に,高波数側ピークと比べて5倍程度強度の強いピークが観測された。これらの結果から,180 cm-1以下の低波数領域には強い振動キラリティが現れることが分かった。分子全体の振動運動によってキラリティが強く現れるのだと予想される。
また,昨年度に引き続き, THz自由電子レーザーを用いた高分子構造操作研究を行った.昨年度までの成果を発展させ,生体高分子であるアクチンを対象としたテラヘルツ光照射実験を行った.蛍光標識したアクチン水溶液に高強度テラヘルツ光を照射し,蛍光強度の変化からアクチン重合過程におけるテラヘルツ照射の影響を観察した.

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Three different kinds of weak C-H?O=C inter- and intramolecular interactions in poly( ε -caprolactone) studied by using terahertz spectroscopy, infrared spectroscopy and quantum chemical calculations2018

    • 著者名/発表者名
      Funaki Chihiro、Yamamoto Shigeki、Hoshina Hiromichi、Ozaki Yukihiro、Sato Harumi
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 137 ページ: 245~254

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2018.01.025

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Frequency Vibrational Modes of Poly(glycolic acid) and Thermal Expansion of Crystal Lattice Assigned On the Basis of DFT-Spectral Simulation Aided with a Fragment Method2017

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shigeki、Miyada Mai、Sato Harumi、Hoshina Hiromichi、Ozaki Yukihiro
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 121 ページ: 1128~1138

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b11304

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Establishing the link between fibril formation and Raman optical activity spectra of insulin2017

    • 著者名/発表者名
      Kessler Jiri、Yamamoto Shigeki、Bour; Petr
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 19 ページ: 13614~13621

    • DOI

      10.1039/c7cp01556a

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Macromolecular Structures Investigated by Terahertz Waves2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hoshina
    • 学会等名
      MTSA2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observation and manipulation of polymer structures by terahertz wave2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Hoshina and Chiko Otani
    • 学会等名
      Russia-Japan-USA-Europe Symposium on Fundamental & Applied Problems of Terahertz Devices & Technologies (RJUSE TeraTech-2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Application of Terahertz Waves for Polymer Science2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hoshina
    • 学会等名
      The 6th Internationak Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Potential of THz waves for manipulating macromolecular structure2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hoshina
    • 学会等名
      THz Mansion Meeting The Vandervilt Grace Hotel, Newport, RI, USA
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Calculation of Vibrational Spectra of Large Molecules from Their Fragments Calculation of Vibrational Spectra of Large Molecules from Their Fragments2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yamamoto and Petr Bour
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2018-12-17  

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