| 研究課題/領域番号 |
26800164
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
望月 敏光 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 再生可能エネルギー研究センター, 研究員 (30549572)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 分子化学計算 |
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| 研究実績の概要 |
ホタル生物発光の発光体であるオキシルシフェリンの分光的性質は、その不安定性からあまり進んでこなかった。最近、これまでのオキシルシフェリンとその類似体で吸収・蛍光スペクトルを比較することで、水溶液中に存在するオキシルシフェリンの共役酸・塩基ごとの吸収・蛍光スペクトル形状が明らかにされた。これらのスペクトルは分子振動による幅をもち、その形状はオキシルシフェリンとその共役酸・塩基のポテンシャル曲面の情報を反映していると考えられる。そこでオキシルシフェリンの吸収・蛍光スペクトルにおける振動の影響を明らかにすることを目的として分子振動によるスペクトル幅を理論計算から求めた。
6種類の水中のオキシルシフェリン類似体の、pH7における水中での吸収スペクトルおよび蛍光スペクトルをGAUSSIAN09を活用して計算するとともに、pKaの計算から各成分の存在比を計算した。スペクトルの計算方法としては各共役塩基の基底状態と第一励起状態の振動波動関数を溶媒効果を取り入れた密度汎関数法で計算し、それらの間の遷移モーメントをフランク・コンドン因子から見積もる方法で計算した。吸収、蛍光の両者間で主な基準振動、倍音、結合音の振電遷移はよく似ており、吸収スペクトルにて0.3eV-0.6eVの、蛍光スペクトルでは0.4－0.5eVの半値全幅が得られた。この結果と過去の実験結果を比較したところ、phenolate-keto型の共役塩基を除いた5種類の類似体で、蛍光および吸収スペクトルの値がよく一致した。各成分の存在比も実験を良く再現し、オキシルシフェリンの光ルミネッセンス過程が明らかになった。
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| 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
主に理論計算により、オキシルシフェリンの光ルミネッセンス過程が明らかになった。
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| 今後の研究の推進方策 |
光ルミネッセンス過程が明らかになった今回の知見を活かし、化学ルミネッセンスや生物発光との関係を明らかにしていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新しい発光の測定系に必要な光源の価格が年度予算を上回っていたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度予算と併せ、新しい発光の測定系測定系に必要な光源を購入する。
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