研究課題
パルスEPR手法として非選択励起多周波混合を開発し、タンパク質一般に適用しうる汎用測定法とすることを目的として研究開発を行った。パルスEPR法は強力なマイクロ波をパルス化して試料に照射することにより電子スピンの時間応答を観測する手法である。 一つのパルス波によって観測できるスピンの共鳴周波数はパルスの時間の長さに反比例する。 パルスNMR法の場合NMR線幅は100 kHz程度であるためパルスラジオ波によって周波数領域をすべてカバーしうる。このため、スピンの時間応答をフーリエ変換することにより短時間に詳細にスピンの性質を調べることができる。 一方、EPRの場合マイクロ波のパルス幅としては数nsが限界であるため観測可能なスピンは100 MHz程度となる。本計画課題では、パルスの中に異なる周波数をもったマイクロ波を複数印加することによって広範囲の周波数範囲のスピンを共鳴させることを狙った。最近任意波形発生器を用いたAWG法によりスピン波形を整える手法が広まってきたが、アンプ出力により帯域は制限される。我々の手法は現在のシステムを相補的にバージョンアップすることができる。 この手法のために新たな装置とシステムを構成した。独立した5個のマイクロ波源から位相、強度を調整した後混合、増幅した後パルス化して試料に照射する。信号の検出は高速デジタルオシロスコープでリアルタイムに演算を行い位相の補正を行い、位相補正のプロセスは、複数の高周波部品を組み合わせることにより行う。 このシステムを、光合成タンパク質光化学系Ⅱ, 青色センサータンパク質photozipperに実際に適用し測定を行った。その結果、高い感度での信号を得ることができ、実際の応用が可能であることが示された。これらの結果は論文投稿予定である。
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