2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12640495
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木下 正弘 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (90195339)
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| Keywords | 両親媒性分子 / ミセル / 積分方程式論 / RISM理論 / 溶媒和自由エネルギー / 部分モル容積 / 生体高分子 / 臨界ミセル濃度 |
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| Research Abstract |
溶媒の効果を分子性流体用の統計力学理論(積分方程式論)として知られるRISM理論によって取り込み、複数の両親媒性分子で構成される超分子の構造サンプリングに対してのみ徐冷モンテカルロ法を適用し、両者を1つの熱力学理論で統合させる複合アプローチのさらなる育成研究を進めた。本年度は、RISM理論の定量的信頼性を向上させるための改良研究を中心に行った。広く一般の溶質分子(上記の超分子や生体高分子をも含む)に対し、溶媒和自由エネルギーや部分モル容積などの計算値の信頼性を高めるため、HNC型のClosure方程式中に斥力性のブリッジ関数を導入する簡便な方法を開発し、その有効性を実測データと比較することによって検証した。さらに、より詳細な情報を得ることのできる3次元RISM理論による援用研究に備え、積分方程式論の基礎式をx-y-z(3次元カーテシアン)座標に基づいて定式化し、その数値解法について検討すると共に、生体高分子間の鍵-鍵穴間相互作用やエントロピー的排除容積効果などに関するモデル解析を実施した。
上記と並行して、複合アプローチを用い、単純化モデルに対するミセル水溶液のさらなる解析研究を実施した。両親性分子の分子構造と臨界ミセル濃度、ミセル形態、およびミセルサイズとの関係を調べると共に、物理的考察を加えた。多くの実験研究者が必ずしも認識していない事項として、サイズのみならず、形態にも分布が存在することを明確にした。複合アプローチは、散乱データなどの解析にも極めて有用であることが示唆された。いよいよ、両親媒性分子と水分子に対して現実的なモデル(全原子モデル)を採用し、改良型複合アプローチ(改良したRISM理論を用い、さらに、ミセル間相互作用の効果をも考慮する)を適用して実験結果との比較・検討を行うための準備が整ったことになる。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] Masahiro Kinoshita: "Spatial Distribution of a Depletion Potential between a Big Solute of Arbitrary Geometry and a Big Sphere Immersed in Small Spheres"The Journal of Chemical Physics. (in press). (2002)
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[Publications] Masahiro Kinoshita: "Interaction between Large Spheres Immersed in Small Spheres : Remarkable Effects due to a Trace Amount of Medium-Sized Spheres"Chemical Physics Letters. 353(3,4). 259-269 (2002)
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[Publications] Masahiro Kinoshita, Teppei Oguni: "Depletion Effects on the Lock and Key Steric Interactions between Macromolecules"Chemical Physics Letters. 351(1,2). 79-84 (2002)
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[Publications] 神尾和教, 木下正弘: "エントロピー駆動の秩序構造形成に関する統計力学的解析"化学工学論文集, 特集「液相系における構造形成と機能化」. 27(6). 683-689 (2001)
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[Publications] Masahiro Kinoshita, Takashi Imai, Andriy Kovalenko, Fumio Hirata: "Improvement of the Reference Interaction Site Model Theory for Calculating the Partial Molar Volume of Amino Acids and Polypeptides"Chemical Physics Letters. 348(3,4). 337-342 (2001)
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[Publications] Y.Harano, T.Imai, A.Kovalenko, Masahiro Kinoshita, F.Hirata: "Theoretical Study for Partial Molar Volume of Amino Acids and Polypeptides by the Three-Dimensional Reference Interaction Site Model"The Journal of Chemical Physics. 114(21). 9506-9511 (2001)
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[Publications] 木下正弘: "化学フロンティア(7),「生体系のコンピューターシミュレーション」"化学同人(印刷中). (2002)
