Sequential measurement of circular dichroism spectrum based on simultaneous generation of left and right circularly-polarized light

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02767
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: EMOTO Akira 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任准教授 (80509662)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古賀 智之 同志社大学, 理工学部, 教授 (10388043) ; 八木下 史敏 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (80644624)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 円二色性 / キラル物質 / 円偏光 / 分光 / 高速測定

Outline of Final Research Achievements

High-speed measurement technique of circular dichroism (CD) spectrum was proposed and demonstrated. Left and right circularly-polarized light was generated simultaneously by wavelengths, using polarization diffractive gratings. As a result, CD spectrum can be measured in a short time, which enables to acquire the temporal changes of molecules. Among these studies, we also developed some functional molecules with chirality changes based on the conformational changes. Thereby, the validity of such kind of spectroscopic analysis approach could be confirmed.

Free Research Field

応用光学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、キラル物質のコンフォメーション変化を逐次的に捉えることを目的に、円二色性スペクトルメータにおける、従来の時間展開型のスペクトル測定を、空間展開型のスペクトル測定に転換して、高速化することを提案し、その基本動作を実証した。このような測定技術が将来的に成熟することで、分子のコンフォメーション変化のダイナミクスを追跡可能となると期待される。これにより、例えば、タンパク質の変性が引き起こすコンフォメーション病のメカニズムの解明や治療方法の研究等に役立つと期待される。また、左右の円偏光を波長ごとに空間的に同時に展開する偏光素子を実現しており、更なる偏光応用技術等の発展につながると期待される。